MongoDB学习4：MongoDB复制集机制和原理，搭建复制集
1.复制集的作用
1.1 MongoDB复制集的主要意义在于实现服务高可用
1.2 它的实现依赖于两个方面的功能：
· 数据写入时将数据迅速复制到另一个独立节点上
· 在接收写入的节点发生故障时自动选举出一个新的替代节点
1.3 在实现高可用的同时，复制集实现了其他几个附加作用：
· 数据分发：将数据从一个区域复制到另一个区域，减少另一个区域的读延迟
· 读写分离：不同类型的压力分别在不同的节点上执行
· 异地容灾：在数据中心故障时快速切换到异地
2.典型复制集结构
2.1 一个典型的复制集由3个以上具有投票权的节点组成，包括：
· 一个主节点（PRIMARY）：接受写入操作和选举时投票
· 两个（或多个）从节点（SECONDARY）:复制主节点上的新数据和选举时投票
· 不推荐使用Arbiter（投票节点，即不做数据存储只用来投票）
3. 数据是如何复制的？
- 当一个修改操作，无论是插入、更新或删除，到达主节点时，它对数据的操作将被记录下来（经过一些必要的转换），这些记录成为oplog
- 从节点通过在主节点上打开一个tailable游标不断获取新进入主节点的oplog，并在自己的数据上回放，以此保持与主节点数据一致
4. 通过选举完成故障恢复
- 具有投票权的节点之间两两互相发送心跳（默认2s）
- 当5次心跳未收到时判断为节点失联
- 如果失联的是主节点，从节点会发起选举，选出新的主节点
- 如果失联的是从节点则不会产生新的选举
- 选举基于 RAFT一致性算法 实现，选举成功的必要条件是大多数投票节点存活
- 复制集最多可以有50个节点，但具有投票权的节点最多7个
影响选举的因素
- 整个集群必须有大多数节点存活
- 被选举为主节点的节点必须：
- 能够与多数节点建立连接
- 具有较新的oplog
- 具有较高的优先级（如果有配置）
复制集节点具有以下常见选项
- 是否具有投票权（v 参数）：有则参与投票
- 优先级（priority 参数）：优先级越高的节点越优先成为主节点。优先级为0的节点无法成为主节点
- 隐藏（hidden 参数）：复制数据，但对应用不可见。隐藏节点可以具有投票权，但优先级必须为0
- 延迟（slaveDelay 参数）：复制n秒之前的数据，保持与主节点的时间差
复制集注意事项
- 关于硬件
- 因为正常的复制集节点都有可能成为主节点，它们的地位是一样的，因此硬件配置上必须一致
- 为了保证节点不会同时宕机，各个节点使用的硬件必须具有独立性
- 关于软件
- 复制集各节点软件版本必须一致，防止出现不可预知的问题
- 增加节点不会增加系统写性能 ！
5. 在一台机器上运行3个实例来搭建一个简单的复制集
5.1 通过实验将学会：
如何启动一个MongoDB实例
如何将3个MongoDB实例搭建成一个复制集
如何对复制集运行参数做一些常规调整
5.2 创建数据目录
mkdir -p /data/db{1,2,3}
5.3 准备配置文件并启动实例
复制集的每个MongoDB进程应该位于不同的服务器。我们现在在一台机器上运行3个进程，因此要为他们各自配置：
- 不同的端口（示例将使用28017、28019、28019）
- 不同的数据目录
- /data/db1
- /data/db2
- /data/db3
- 不同的日志文件路径
- /data/db1/mongod.log
- /data/db2/mongod.log
- /data/db3/mongod.log
- 三个配置文件:
- /data/db1/mongod.conf
systemLog:
destination: file
path: /data/db1/mongod.log # log path
logAppend: true
storage:
dbPath: /data/db1 # data directory
net:
bindIp: 0.0.0.0
port: 28017
replication:
replSetName: rs0
processManagement:
fork: true
- /data/db2/mongod.conf
systemLog:
destination: file
path: /data/db2/mongod.log # log path
logAppend: true
storage:
dbPath: /data/db2 # data directory
net:
bindIp: 0.0.0.0
port: 28018
replication:
replSetName: rs0
processManagement:
fork: true
- /data/db3/mongod.conf
systemLog:
destination: file
path: /data/db3/mongod.log # log path
logAppend: true
storage:
dbPath: /data/db3 # data directory
net:
bindIp: 0.0.0.0
port: 28019
replication:
replSetName: rs0
processManagement:
fork: true
- 使用如下命令启动MongoDB实例（成功启动终端会显示success）
./mongod -f /data/db1/mongod.conf
./mongod -f /data/db2/mongod.conf
./mongod -f /data/db3/mongod.conf
- 使用
ps -ef | grep mongod来确认已经正确运行
5.4 配置复制集
- 方法1（此方式需要hostname能被解析，输入
hostname -f可以查看）
#假定使用28017做为主节点
./mongo --port 28017 # 进入mongodb的终端
> rs.initiate()
>rs.add("localhost:28018") # 如果localhost不行可改为本机ip
>rs.add("localhost:28019")
- 方法2
#假定使用28017做为主节点
./mongo --port 28017 # 进入mongodb的终端
# 如果localhost不行可改为本机ip
> rs.initiate({
_id:"rs0",
members:[{
_id:0,
host:"localhost:28017"
},{
_id:1,
host:"localhost:28018"
},{
_id:2,
host:"localhost:28019"
}]
})
- 使用
rs.status()可以查看复制集状态
5.5 验证复制集
- MongoDB主节点进行写入
# mongo localhost:28017
> db.test.insert({a:1})
> db.test.insert({a:2})
- MongoDB从节点进行读取
# mongo localhost:28018
> rs.salvaOk()
> db.test.find()
