【親測】教你如何搭建 MongoDB 複製集 + 選舉原理

時間  2019-11-09
標籤 親測 如何 搭建 mongodb 複製 選舉 原理 欄目 MongoDB 简体版
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目錄

1·MongoDB 複製集概述
2·MongoDB 複製集部署
3·MongoDB 複製集管理（添加、移除等）
4·複製集的總結mongodb

MongoDB 複製集是什麼？

以前的一片文章講了 MongoDB 的安裝和平常的操做，有興趣的朋友能夠看看 MongoDB 的安裝和簡單操做vim

1）什麼是複製集？安全

複製集是額外的一種數據副本，是跨多個服務器同步數據的過程，通俗的說就是能夠在不一樣的服務器上備份數據，專業點說就是冗災處理。經過複製集能夠對硬件和終端的服務進行恢復。服務器

2）複製集的優點以下：app

1-讓數據更加安全---（確定啊，都是備份了，能不安全嗎！）
  2-數據的高可用性---（能夠整年無休，7*24小時×××）
  3-災難恢復 ----（不用多說，既然是數據，能沒有恢復嗎）
  4-無停機維護---（好比說，備份、索引的重建等，MySQL 備份就須要鎖定 表 、或者行，而它不會）
  5-讀縮放----（額外的副本讀取）
  6-它對應用程序是透明的

3）複製集工做原理是什麼？ide

1·既然是一個功能性的東西，那麼存在確定有它的工做原理和過程。MongoDB 的複製集至少須要兩個節點，是至少。其中一個是主節點 （Primary），這個主節點主要負責處理客戶端的請求，其餘的都是從節點 （Secondary），負責複製主節點上的數據。日誌

2·那麼咱們經常使用的搭配方式有：一主一叢或一主多從，由於複製集的主從的選舉原理是從節點不容許選舉爲當主節點，可是在實際的生產環境中，主服務器是不可能單點掛上去的，這樣要是主服務器掛掉了，那就涼涼。code

3·客戶端主節點寫入數據，在從節點讀取數據，主節點與從節點進行數據交互保障數據的統一性。若是其中一個節點出現故障，其餘節點立刻會把業務接過來而無需停機操做。blog

4·下圖是 MongoDB 複製集結構圖索引

【親測】教你如何搭建 MongoDB 複製集 + 選舉原理

它的特色以下：

N個節點的羣集
任何節點可做爲主節點
全部寫入都是在主節點，讀取是在從節點，實現讀寫分離
自動故障轉移
自動恢復

MongoDB 複製集部署

先介紹下環境：CenOS 7.4 上部署
部署前提：安裝 MongoDB ，瞭解什麼是實列、和建立多個實例
這裏安裝 MongoDB 就再也不演示。我是直接 YUM 裝的。
須要瞭解 MongoDB 安裝 和 多實例的建立 請訪問：MongoDB 的安裝和命令
須要瞭解 MongoDB 與 MySQL 的區別 請訪問：MySQL - mmm 高可用集羣
須要瞭解 MySQL 的讀寫分離 請訪問：MySQL 主從複製 + 讀寫分離

1）看多 MongoDB 的多實例建立的知道，建立實例前須要建立數據文件和日誌文件存儲路徑。

[root@localhost ~]# mkdir -p /data/mongodb/mongodb{2,3,4} ----（建立3個數據文件，由於本身 yum 安裝了一個，因此也算一個。）

[root@localhost ~]# mkdir -p /data/mongodb/logs ----（建立日誌文件路徑）
[root@localhost ~]# cd /data/mongodb/logs/
[root@localhost logs]# touch mongodb{2,3,4}.log -----（建立日誌文件夾）
[root@localhost logs]# chmod 777 *.log -----（給最大的權限）

2）修改主配置文件 ---- （須要注意的地方用加粗方式顯示）

[root@localhost ~]# vim /etc/mongod.conf ----（修改主配置文件）
修改內容以下：
#network interfaces
net:

port: 27017 ----（默認端口號）
bindIp: 0.0.0.0 # Listen to local interface only, comment to listen on all interfaces. ------------（修改監聽地址）

#security:

#operationProfiling:

replication: -----------------（這裏須要去掉註釋）
replSetName: kgcrs ------------（在這裏須要添加複製集的名字）

3）配置多實列 2 ，而且修改數據存儲路徑和日誌文件

[root@localhost ~]# cp -p /etc/mongod.conf /etc/mongod2.conf ----（把主配置文件複製一份）

[root@localhost ~]# vim /etc/mongod2.conf -----（修改實列的配置文件）
修改內容以下： ---（修改內容以加粗方式顯示）
systemLog:
destination: file
logAppend: true

path: /data/mongodb/logs/mongod2.log ----（日誌文件的位子，這裏須要注意路徑，不能寫錯，以前建立的位置也不能有錯）

#Where and how to store data.
storage:

dbPath: /data/mongodb/mongodb2 ----（數據存儲路徑，以前建立的路徑必須同樣）
journal:
enabled: true
#engine:
#mmapv1:
#wiredTiger:

#how the process runs
processManagement:
fork: true # fork and run in background
pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid # location of pidfile
timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

#network interfaces
net:

port: 27018 -----（端口號須要修改成不同的，本身能記住就行。）
bindIp: 0.0.0.0 # Listen to local interface only, comment to listen on all interfaces.

#security:

#operationProfiling:

replication:
replSetName: kgcrs ——（複製集的名稱都須要一致，名字能夠本身修改）

4）配置多實例 三、4 （和上一步都是同樣，只是數據路徑，和日誌文件，還有端口號須要修改）

[root@localhost mongodb]# cp -p /etc/mongod2.conf /etc/mongod3.conf
[root@localhost mongodb]# cp -p /etc/mongod2.conf /etc/mongod4.conf
這裏就再也不分別演示修改方式，會以一張圖來講明：修改數據路徑、日誌文件、端口號

下圖是多實例修改樣本：
【親測】教你如何搭建 MongoDB 複製集 + 選舉原理

5）當配置文件都 OK 後，就能夠把4個實例所有啓動：

[root@localhost ~]# mongod -f /etc/mongod.conf ---（第一臺實例，是本身用YUM 裝的，能夠看做一臺實例。）

[root@localhost ~]# mongod -f /etc/mongod2.conf ----（第二臺實例，須要注意，若是有報錯，很大一部分緣由都是配置文件有問題，仔細檢查配置文件的路徑等問題）

[root@localhost ~]# mongod -f /etc/mongod3.conf ----（第三臺實例）

[root@localhost ~]# mongod -f /etc/mongod4.conf ----（第4臺實例）

6）進入第一臺實例，初始化複製集配置 ---（以上步驟只是建立實例，並非複製集哦。）

[root@localhost ~]# mongo ---（由於第一臺的端口默認是 27017，因此這裏不用跟端口號，若是是其餘實例就須要 加上 --port 27018）

cfg={"_id":"kgcrs","members":[{"_id":0,"host":"192.168.198.128:27017"},{"_id":1,"host":"192.168.198.128:27018"},{"_id":2,"host":"192.168.198.128:27019"}]}

這裏須要說明此代碼：這裏包含了3個節點的複製集，格式不須要變，由於這裏是實驗環境，因此 IP 是相同的，在生產環境中，IP 地址是不同的。這裏只須要修改端口號就行，還有就是咱們一共是4個實例，可是這裏只有3個，還剩下一個是爲以後演示添加節點。

rs.initiate(cfg) ----（從新加載一下複製集，以後會有以下圖的解釋）

kgcrs:PRIMARY> rs.status() -----（查看複製集狀態）

"set" : "kgcrs",  ----（複製集名稱）
"date" : ISODate("2018-09-16T04:29:54.105Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"optimes" : {
    "lastCommittedOpTime" : {
        "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
        "t" : NumberLong(1)
    },
    "readConcernMajorityOpTime" : {
        "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
        "t" : NumberLong(1)
    },
    "appliedOpTime" : {
        "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
        "t" : NumberLong(1)
    },
    "durableOpTime" : {
        "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
        "t" : NumberLong(1)
    }
},
"members" : [
    {
        "_id" : 0, 
        "name" : "192.168.198.128:27017",    -----（節點詳細信息）
        "health" : 1,  -----（健康值爲 「1」 說明是在線狀態。「0」 爲宕機狀態）
        "state" : 1,
        "stateStr" : "PRIMARY",  ------（主節點 PRIMARY）
        "uptime" : 848,
        "optime" : {
            "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "optimeDate" : ISODate("2018-09-16T04:29:48Z"),
        "syncingTo" : "",
        "syncSourceHost" : "",
        "syncSourceId" : -1,
        "infoMessage" : "could not find member to sync from",
        "electionTime" : Timestamp(1537072157, 1),
        "electionDate" : ISODate("2018-09-16T04:29:17Z"),
        "configVersion" : 1,
        "self" : true,
        "lastHeartbeatMessage" : ""
    },
    {
        "_id" : 1,
        "name" : "192.168.198.128:27018",------（第二臺節點）
        "health" : 1,
        "state" : 2,
        "stateStr" : "SECONDARY",  -----（**從節點SECONDARY ）**
        "uptime" : 47,
        "optime" : {
            "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "optimeDurable" : {
            "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "optimeDate" : ISODate("2018-09-16T04:29:48Z"),
        "optimeDurableDate" : ISODate("2018-09-16T04:29:48Z"),
        "lastHeartbeat" : ISODate("2018-09-16T04:29:53.346Z"),
        "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-09-16T04:29:53.725Z"),
        "pingMs" : NumberLong(0),
        "lastHeartbeatMessage" : "",
        "syncingTo" : "192.168.198.128:27017",
        "syncSourceHost" : "192.168.198.128:27017",
        "syncSourceId" : 0,
        "infoMessage" : "",
        "configVersion" : 1
    },
    {
        "_id" : 2,
        "name" : "192.168.198.128:27019",------（第三臺節點）
        "health" : 1,
        "state" : 2,
        "stateStr" : "SECONDARY", ------（從節點）
        "uptime" : 47,
        "optime" : {
            "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "optimeDurable" : {
            "ts" : Timestamp(1537072188, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "optimeDate" : ISODate("2018-09-16T04:29:48Z"),
        "optimeDurableDate" : ISODate("2018-09-16T04:29:48Z"),
        "lastHeartbeat" : ISODate("2018-09-16T04:29:53.346Z"),
        "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-09-16T04:29:53.725Z"),
        "pingMs" : NumberLong(0),
        "lastHeartbeatMessage" : "",
        "syncingTo" : "192.168.198.128:27017",
        "syncSourceHost" : "192.168.198.128:27017",
        "syncSourceId" : 0,
        "infoMessage" : "",
        "configVersion" : 1
    }
],
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1537072188, 1),
"$clusterTime" : {
    "clusterTime" : Timestamp(1537072188, 1),
    "signature" : {
        "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
        "keyId" : NumberLong(0)
    }
}

}

7）到此複製集建立完畢，可是咱們還有一臺實例沒有添加到複製集中，因此如今演示覆制集的添加：

kgcrs:PRIMARY> rs.add("192.168.198.128:27020") ----（添加一臺實列到複製集中）

{
"ok" : 1, ----（添加成功）
"operationTime" : Timestamp(1537072738, 2),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1537072738, 2),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
}
}

8）有添加，那麼就有移除，下面會演示移除的命令：

kgcrs:PRIMARY> rs.remove("192.168.198.128:27020")

{
"ok" : 1, -----（移除成功）
"operationTime" : Timestamp(1537072949, 1),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1537072949, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
}
}

9）到這裏實驗成功，那麼須要驗證它的功能性，下面會模擬故障轉移，在這裏是看不出實驗效果，只給方法。

[root@localhost ~]# ps aux | grep mongod ---（查看mongod的進程）
root 40778 0.6 6.4 1581996 64908 ? Sl 12:15 0:12 mongod -f /etc/mongod.conf
root 40822 0.6 6.1 1469704 61216 ? Sl 12:17 0:12 mongod -f /etc/mongod2.conf
root 40884 0.7 5.9 1504232 59000 ? Sl 12:18 0:11 mongod -f /etc/mongod3.conf
root 40912 0.5 5.3 1440660 53752 ? Sl 12:19 0:09 mongod -f /etc/mongod4.conf

[root@localhost ~]# kill -9 40778 ----（把進程 kill 掉 ，由於細心的朋友能夠看到，40778 如今是主節點，把它 kill 掉，就是爲了看其餘節點會不會自動切換爲主節點）

10）進入第二臺實列，查看複製集狀態

[root@localhost ~]# mongo --port 27018 ----（進入第二臺實例，這裏須要跟上端口）
kgcrs:SECONDARY> rs.status() ------（再次查看複製集狀態）

{
"set" : "kgcrs",
"date" : ISODate("2018-09-16T04:51:37.669Z"),
"myState" : 2,
"term" : NumberLong(2),
"syncingTo" : "192.168.198.128:27019",
"syncSourceHost" : "192.168.198.128:27019",
"syncSourceId" : 2,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"optimes" : {
"lastCommittedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"readConcernMajorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"appliedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"durableOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
}
},
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "192.168.198.128:27017", ----（第一臺節點）
"health" : 0, ----（原來的健康值變爲 「0」）
"state" : 8,
"stateStr" : "(not reachable/healthy)",
"uptime" : 0,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(0, 0),
"t" : NumberLong(-1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(0, 0),
"t" : NumberLong(-1)
},
"optimeDate" : ISODate("1970-01-01T00:00:00Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("1970-01-01T00:00:00Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2018-09-16T04:51:36.332Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-09-16T04:47:29.932Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "Connection refused",
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : -1
},
{
"_id" : 1, ----（第二臺實例）
"name" : "192.168.198.128:27018",
"health" : 1, ----（健康值爲 「1」）
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY", ----（節點狀態是：從幾從節點）
"uptime" : 2060,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"optimeDate" : ISODate("2018-09-16T04:51:32Z"),
"syncingTo" : "192.168.198.128:27019",
"syncSourceHost" : "192.168.198.128:27019",
"syncSourceId" : 2,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 3,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 2, -----（第三臺節點）
"name" : "192.168.198.128:27019",
"health" : 1, -----（健康值爲 ‘1’）
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY", -----（如今是第三臺節點爲主節點）
"uptime" : 1349,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1537073492, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"optimeDate" : ISODate("2018-09-16T04:51:32Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2018-09-16T04:51:32Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2018-09-16T04:51:36.289Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-09-16T04:51:37.431Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1537073261, 1),
"electionDate" : ISODate("2018-09-16T04:47:41Z"),
"configVersion" : 3
}
],
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1537073492, 1),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1537073492, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
}
}

11）從以上數據能夠看出，當主節點掛掉後，從節點會自動切換爲主節點，可是又不是按照順序來推薦誰當主節點，這裏的推薦的原理，後面會講到。固然，這裏是自動切換主從，咱們也能夠手動進行切換

[root@localhost ~]# mongod -f /etc/mongod.conf ----（把上個步驟中止的實例啓動起來，方便咱們實驗）
[root@localhost ~]# mongo --port 27019 ----（進入主節點服務器，由於咱們須要來進行手動切換主從。）

kgcrs:PRIMARY> rs.freeze(30) ----（暫停30秒不參加選舉）
kgcrs:PRIMARY> rs.stepDown(60,30) ----（讓主節點交出位子，維持從節點狀態很多於60秒，同時等待30秒使主節點和從節點日誌同步）
kgcrs:SECONDARY> rs.status() ----（再次查看複製集狀態）

12）在從節點默認的狀況下，咱們是沒法在從節點上讀取數據的，只有執行如下命令：

kgcrs:SECONDARY> rs.slaveOk() ----（執行此命令才能夠在從節點上讀取數據，不然是不容許讀取）

總結：

1·複製集信息要點說明：health 爲 「1」 表明健康，「0」 表明宕機。state 爲 「1」 表明主節點，爲 「2」 表明從節點

2·在配置實例時須要特別注意修改的數據存儲路徑，日誌存儲位子，端口號的修改。

3·複製集最少須要兩個節點，這裏主節點複製處理客戶端請求，從節點複製主節點上的數據

4·它能夠實現羣集的高可用，當故障時會自動切換，管理員也能夠手動切換。

5·在複製集初始化配置時要保證從節點上沒有數據。

6·在初始化完複製集參數後，須要經過命令 ：rs.initate(cfg) 命令啓動複製集。

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