小白到运维工程师自学之路第四十六集（mongodb复制集）-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了小白到运维工程师自学之路第四十六集（mongodb复制集）。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、概述

1、 MongoDB复制集（MongoDB Replica Set）是MongoDB提供的一种高可用性和数据冗余的解决方案。它由多个MongoDB实例组成，其中一个作为主节点（Primary），其他节点则扮演从节点（Secondary）的角色。主节点处理所有的写操作和客户端请求，而从节点负责复制主节点的数据并提供读操作的能力。

2、复制集的主要目标是提供数据的冗余和故障恢复的能力。当主节点发生故障或不可用时，复制集会自动选举出一个新的主节点来接管主节点的职责，保证系统的可用性。一旦原先的主节点恢复，它会以从节点的身份重新加入复制集，同步最新的数据。

3、在复制集中，数据同步是通过Oplog（操作日志）来实现的。主节点会记录所有的写操作，并将其顺序保存在Oplog中。从节点通过读取Oplog中的操作来进行数据的复制和同步。

4、复制集还提供了其他一些功能，如自动故障检测和恢复、自动故障转移、读写分离等。通过配置合适的副本集成员和选举优先级，可以实现不同的数据治理策略和故障容错能力。

5、要配置一个MongoDB复制集，需要在MongoDB配置文件中指定每个节点的相关配置，包括主节点和从节点的IP地址、端口号、复制集名称等。在启动MongoDB实例时，指定配置文件即可。一旦复制集的节点都启动成功，系统会自动进行选举并形成一个复制集。

6、MongoDB复制集提供了高可用性、数据冗余和故障恢复的能力，是在生产环境中常用的部署架构之一。通过使用复制集，可以保证MongoDB数据库在单节点故障或部分故障的情况下仍然可用，并提供更好的读写性能和数据冗余。

二、工作原理

1. 节点角色：一个MongoDB复制集由多个节点组成，其中一个节点被选举为主节点（Primary），其他节点则扮演从节点（Secondary）的角色。主节点负责处理所有的写操作和客户端请求，从节点负责复制主节点的数据并提供读操作。

        2. 选举过程：复制集的选举过程在初始启动或主节点故障时发生。当一个节点检测到主节点不可用时，它会发起一次选举。选举过程包括以下步骤：
   - 节点发出选举请求，向其他节点发送投票请求。
   - 其他节点接收到投票请求后，检查自己的选举条件，如节点状态、投票状态等。
   - 如果节点满足选举条件，它会将投票回复给发起选举的节点。
   - 发起选举的节点会等待一定数量的投票回复，如果它获得了足够多的投票（超过半数），则成为新的主节点。

        3. 数据复制和同步：主节点负责记录所有的写操作并将其顺序保存在Oplog（操作日志）中。从节点通过读取Oplog中的操作来进行数据的复制和同步。复制包括两个阶段：
   - 初始同步（Initial Sync）：当一个从节点加入复制集时，它会从主节点复制所有的数据。主节点会将数据以数据文件（Data File）的形式发送给从节点，从节点按照顺序写入到本地磁盘中。初始同步完成后，从节点与主节点的数据将保持同步。
   - 增量同步（Incremental Sync）：一旦从节点完成初始同步，它会通过读取Oplog中的写操作来实现与主节点的增量同步。主节点将新的写操作追加到Oplog中，从节点定期读取Oplog并将相应的操作应用到本地数据中，使得它与主节点的数据保持一致。

4. 自动故障检测和恢复：复制集支持自动故障检测和恢复功能。当主节点故障或不可用时，复制集会自动进行主节点选举，从而选择一个新的主节点来接管主节点的职责。一旦原先的主节点恢复，它会以从节点的身份重新加入复制集，同步最新的数据。

三、安装部署

下载连接
wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.6.tgz

创建mongodb文件夹
mkdir  /usr/local/mongodb

指定解压路径
tar xf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.6.tgz  -C /usr/local/mongodb

创建软连接
ln -s /usr/local/mongodb/bin/* /bin/

创建数据目录
mkdir -p /data/mongodb1

创建日志目录
mkdir -p /data/logs/mongodb

创建日志文件
touch /data/logs/mongodb/mongodb1.log

编写启停脚本
vim /etc/init.d/mongodb
#!/bin/bash
INSTANCE=$1
ACTION=$2
case "$ACTION" in
'start')
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.6/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/"$INSTANCE".conf;;
'stop')
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.6/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/"$INSTANCE".conf --shutdown;;
'restart')
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.6/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/"$INSTANCE".conf --shutdown
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.0.6/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/"$INSTANCE".conf;;
esac

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文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-537398.html

给脚本赋予执行权限
chmod +x /etc/init.d/mongodb

编写配置文件
cd /usr/local/mongodb/
mkdir conf                                  创建配置文件目录
vim conf/mongodb1.conf                      创建配置文件
port=27017		                            监听端口
dbpath=/data/mongodb1	                    指定数据目录
logpath=/data/logs/mongodb/mongodb1.log	    指定日志文件路径
logappend=true	                            允许写入日志
fork=true			                        允许创建子进程
maxConns=5000	                            最大连接数
storageEngine=mmapv1		                存储引擎

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启动命令 
/etc/init.d/mongodb mongodb1 start

停止命令
/etc/init.d/mongodb mongodb1 stop

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四、创建复制集

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vim /usr/local/mongodb/conf/mongodb1.conf 
port=27017
dbpath=/data/mongodb1
logpath=/data/logs/mongodb/mongodb1.log
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
storageEngine=mmapv1
slowms=1                 开启慢查询阈值
profile=1                开启查询分析
replSet=722207           集群名字 随意取

在复制四份配置文件只修改配置文件中的端口号，数据文件目录，日志文件路径

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mkdir /data/mongodb{1..4} -p                     创建四个数据文件目录
mkdir /data/logs/mongodb -p                      创建日志文件目录
touch /data/logs/mongodb/mongodb{1..4}.log       创建四个日志文件
chmod 777 /data/logs/mongodb/mongodb*            赋予日志所有权限

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启动四个mongodb
/etc/init.d/mongodb mongodb1 start
/etc/init.d/mongodb mongodb2 start
/etc/init.d/mongodb mongodb3 start
/etc/init.d/mongodb mongodb4 start

netstat -anputl | grep mongodb  查看端口

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五、测试

进入mongodb查看

查看节点信息 rs.status()

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配置复制集

cfg={"_id":"722207","members":[{"_id":0,"host":"127.0.0.1:27017"},{"_id":1,"host":"127.0.0.1:27018"},{"_id":2,"host":"127.0.0.1:27019"}]}

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查看复制集状态 rs.status()

在这里需要注意两条

"health" : 1, //1为健康，0为宕机

"state" : 1, //1为主，2为从

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添加27020节点 rs.add("127.0.0.1:27020")

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关闭主节点27017主节点模拟故障

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进入27018查看信息

可以看到27020节点变成了主节点

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六、复制集选举原理

1、复制的原理

MongoDB复制是基于操作日志oplog实现，oplog相当于mysql中的二进制日志，只记录数据发生的改变操作。

2、选举的原理

（1）节点类型：标准节点，被动节点，仲裁节点

①、只有标准节点可能被选举为活跃（主）节点，有选举权

②、被动节点有完整副本，不可能成为活跃节点，有选举权

③、仲裁节点不复制数据，不可能成为活跃节点，只有选举权

（2）标准节点与被动节点的区别

priority值高者是标准节点，低者则为被动节点

（3）选举规则

票数高者获胜，priority是优先权0-1000值，相当于额外增加0-1000的票数。

选举结果：票数高者获胜；若票数相同，数据新者获胜。

3、修改选举优先权（设置两个主节点、一个从节点、一个仲裁节点）

重新停启mongodb

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mongo进入mongodb

设置27017、27018为主节点、27019为从节点、27020为仲裁节点

cfg={"_id":"722207","protocolVersion":1,"members":[{"_id":0,"host":"127.0.0.1:27017","priority":100},        {"_id":1,"host":"127.0.0.1:27018","priority":100}, {"_id":2,"host":"127.0.0.1:27019","priority":0}, {"_id":3,"host":"127.0.0.1:27020","arbiterOnly":true}]}

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