mongodb副本集搭建

阿新 • • 發佈：2018-01-09

god 不可 status cin prim conf 負載 mongo 角色

筆記內容：mongodb副本集搭建
筆記日期：2018-01-09

21.33 mongodb副本集介紹
21.34 mongodb副本集搭建
21.35 mongodb副本集測試

21.33 mongodb副本集介紹

副本集（Replica Set）是一組MongoDB實例組成的集群，由一個主（Primary）服務器和多個備份（Secondary）服務器構成。通過Replication，將數據的更新由Primary推送到其他實例上，在一定的延遲之後，每個MongoDB實例維護相同的數據集副本。通過維護冗余的數據庫副本，能夠實現數據的異地備份，讀寫分離和自動故障轉移。

也就是說如果主服務器崩潰了，備份服務器會自動將其中一個成員升級為新的主服務器。使用復制功能時，如果有一臺服務器宕機了，仍然可以從副本集的其他服務器上訪問數據。如果服務器上的數據損壞或者不可訪問，可以從副本集的某個成員中創建一份新的數據副本。

早期的MongoDB版本使用master-slave，一主一從和MySQL類似，但slave在此架構中為只讀，當主庫宕機後，從庫不能自動切換為主。目前已經淘汰master-slave模式，改為副本集，這種模式下有一個主(primary)，和多個從(secondary)，只讀。支持給它們設置權重，當主宕掉後，權重最高的從切換為主。在此架構中還可以建立一個仲裁(arbiter)的角色，它只負責裁決，而不存儲數據。此架構中讀寫數據都是在主上，要想實現負載均衡的目的需要手動指定讀庫的目標server。

簡而言之MongoDB 副本集是有自動故障恢復功能的主從集群，有一個Primary節點和一個或多個Secondary節點組成。類似於MySQL的MMM架構。更多關於副本集的介紹請見官方文檔：

官方文檔地址：

https://docs.mongodb.com/manual/replication/

副本集架構圖：
技術分享圖片

21.34 mongodb副本集搭建

我這裏使用了三臺機器搭建副本集：

192.168.77.128 (primary)
192.168.77.130 (secondary)
192.168.77.134 (secondary)

這三臺機器上都已經安裝好了MongoDB。

開始搭建：
1.編輯三臺機器的配置文件，更改或增加以下內容：

[root@localhost ~]# vim /etc/mongod.conf
replication:   # 取消這行的註釋
  oplogSizeMB: 20  # 增加這一行配置定義oplog的大小，註意前面需要有兩個空格
  replSetName: zero  # 定義復制集的名稱，同樣的前面需要有兩個空格

註：需要確保每臺機器的配置文件中的bindIp都有配置監聽自身的內網IP

2.編輯完成後，分別重啟三臺機器的MongoDB服務：

[root@localhost ~]# systemctl restart mongod.service
[root@localhost ~]# ps aux |grep mongod
mongod     2578  0.7  8.9 1034696 43592 ?       Sl   18:21   0:00 /usr/bin/mongod -f /etc/mongod.conf
root       2605  0.0  0.1 112660   964 pts/0    S+   18:21   0:00 grep --color=auto mongod
[root@localhost ~]# netstat -lntp |grep mongod
tcp        0      0 192.168.77.134:27017    0.0.0.0:*               LISTEN      2578/mongod         
tcp        0      0 127.0.0.1:27017         0.0.0.0:*               LISTEN      2578/mongod         
[root@localhost ~]#

3.關閉三臺機器的防火墻，或者清空iptables規則

4.連接主機器的MongoDB，在主機器上運行命令mongo，然後配置副本集：

[root@localhost ~]# mongo
> use admin
switched to db admin
> config={_id:"zero",members:[{_id:0,host:"192.168.77.128:27017"},{_id:1,host:"192.168.77.130:27017"},{_id:2,host:"192.168.77.134:27017"}]}  # 分別配置三臺機器的ip
{
    "_id" : "zero",  # 副本集的名稱
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "host" : "192.168.77.128:27017"
        },
        {
            "_id" : 1,
            "host" : "192.168.77.130:27017"
        },
        {
            "_id" : 2,
            "host" : "192.168.77.134:27017"
        }
    ]
}
> rs.initiate(config)  # 初始化
{
    "ok" : 1,
    "operationTime" : Timestamp(1515465317, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1515465317, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    }
}
zero:PRIMARY> rs.status()  # 查看狀態
{
    "set" : "zero",
    "date" : ISODate("2018-01-09T02:37:13.713Z"),
    "myState" : 1,
    "term" : NumberLong(1),
    "heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
    "optimes" : {
        "lastCommittedOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "readConcernMajorityOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "appliedOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        },
        "durableOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
            "t" : NumberLong(1)
        }
    },
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.77.128:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 527,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
                "t" : NumberLong(1)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2018-01-09T02:37:09Z"),
            "infoMessage" : "could not find member to sync from",
            "electionTime" : Timestamp(1515465327, 1),
            "electionDate" : ISODate("2018-01-09T02:35:27Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.77.130:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 116,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
                "t" : NumberLong(1)
            },
            "optimeDurable" : {
                "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
                "t" : NumberLong(1)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2018-01-09T02:37:09Z"),
            "optimeDurableDate" : ISODate("2018-01-09T02:37:09Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2018-01-09T02:37:13.695Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-01-09T02:37:13.661Z"),
            "pingMs" : NumberLong(0),
            "syncingTo" : "192.168.77.128:27017",
            "configVersion" : 1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.77.134:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 116,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
                "t" : NumberLong(1)
            },
            "optimeDurable" : {
                "ts" : Timestamp(1515465429, 1),
                "t" : NumberLong(1)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2018-01-09T02:37:09Z"),
            "optimeDurableDate" : ISODate("2018-01-09T02:37:09Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2018-01-09T02:37:13.561Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-01-09T02:37:13.660Z"),
            "pingMs" : NumberLong(0),
            "syncingTo" : "192.168.77.128:27017",
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1,
    "operationTime" : Timestamp(1515465429, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1515465429, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    }
}
zero:PRIMARY>

以上我們需要關註三臺機器的stateStr狀態，主機器的stateStr狀態需要為PRIMARY，兩臺從機器的stateStr狀態需要為SECONDARY才是正常。

如果出現兩個從上的stateStr狀態為"stateStr" : "STARTUP", 則需要進行如下操作：

> config={_id:"zero",members:[{_id:0,host:"192.168.77.128:27017"},{_id:1,host:"192.168.77.130:27017"},{_id:2,host:"192.168.77.134:27017"}]}
> rs.reconfig(config)

然後再次查看狀態：rs.status()，確保從的狀態變為SECONDARY。

21.35 mongodb副本集測試

1.在主機器上創建庫以及創建集合：

zero:PRIMARY> use testdb  # 創建庫
switched to db testdb
zero:PRIMARY> db.test.insert({AccountID:1,UserName:"zero",password:"123456"})  # 創建集合，並且插入一條數據
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
zero:PRIMARY> show dbs  # 查看所有的庫
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
testdb  0.000GB
zero:PRIMARY> show tables  # 查看當前庫的集合
test
zero:PRIMARY>

2.然後到從機器上查看是否有同步主機器上的數據：

[root@localhost ~]# mongo
zero:SECONDARY> show dbs
2018-01-09T18:46:09.959+0800 E QUERY    [thread1] Error: listDatabases failed:{
    "operationTime" : Timestamp(1515466399, 1),
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "not master and slaveOk=false",
    "code" : 13435,
    "codeName" : "NotMasterNoSlaveOk",
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1515466399, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    }
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:65:1
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:813:19
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:703:15
@(shellhelp2):1:1
zero:SECONDARY> rs.slaveOk()  # 如果出現以上錯誤，需要執行這條命令
zero:SECONDARY> show dbs  # 然後就不會報錯了
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
testdb  0.000GB
zero:SECONDARY> use testdb
switched to db testdb
zero:SECONDARY> show tables
test
zero:SECONDARY>

如上可以看到數據已經成功同步到從機器上了。

副本集更改權重模擬主宕機

使用rs.config()命令可以查看每臺機器的權重：

zero:PRIMARY> rs.config()
{
    "_id" : "zero",
    "version" : 1,
    "protocolVersion" : NumberLong(1),
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "host" : "192.168.77.128:27017",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 1,
            "tags" : {

                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        },
        {
            "_id" : 1,
            "host" : "192.168.77.130:27017",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 1,
            "tags" : {

                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "host" : "192.168.77.134:27017",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 1,
            "tags" : {

                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        }
    ],
    "settings" : {
        "chainingAllowed" : true,
        "heartbeatIntervalMillis" : 2000,
        "heartbeatTimeoutSecs" : 10,
        "electionTimeoutMillis" : 10000,
        "catchUpTimeoutMillis" : -1,
        "catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
        "getLastErrorModes" : {

            
        },
        "getLastErrorDefaults" : {
            "w" : 1,
            "wtimeout" : 0
        },
        "replicaSetId" : ObjectId("5a542a65e491a43160eb92f0")
    }
}
zero:PRIMARY>

priority的值表示該機器的權重，默認都為1。

增加一條防火墻規則來阻斷通信模擬主機器宕機：

# 註意這是在主機器上執行
[root@localhost ~]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 27017 -j DROP

然後到從機器上查看狀態：

zero:SECONDARY> rs.status()
{
    "set" : "zero",
    "date" : ISODate("2018-01-09T14:06:24.127Z"),
    "myState" : 1,
    "term" : NumberLong(4),
    "heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
    "optimes" : {
        "lastCommittedOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
            "t" : NumberLong(4)
        },
        "readConcernMajorityOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
            "t" : NumberLong(4)
        },
        "appliedOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
            "t" : NumberLong(4)
        },
        "durableOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
            "t" : NumberLong(4)
        }
    },
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.77.128:27017",
            "health" : 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("2018-01-09T14:06:20.243Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-01-09T14:06:23.491Z"),
            "pingMs" : NumberLong(0),
            "lastHeartbeatMessage" : "Couldn‘t get a connection within the time limit",
            "configVersion" : -1
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.77.130:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 1010,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
                "t" : NumberLong(4)
            },
            "optimeDurable" : {
                "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
                "t" : NumberLong(4)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2018-01-09T14:06:22Z"),
            "optimeDurableDate" : ISODate("2018-01-09T14:06:22Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2018-01-09T14:06:23.481Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2018-01-09T14:06:23.178Z"),
            "pingMs" : NumberLong(0),
            "syncingTo" : "192.168.77.134:27017",
            "configVersion" : 1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.77.134:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 1250,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1515506782, 1),
                "t" : NumberLong(4)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2018-01-09T14:06:22Z"),
            "electionTime" : Timestamp(1515506731, 1),
            "electionDate" : ISODate("2018-01-09T14:05:31Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        }
    ],
    "ok" : 1,
    "operationTime" : Timestamp(1515506782, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1515506782, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    }
}
zero:PRIMARY>

如上，可以看到 192.168.77.128 的 stateStr 的值變成 not reachable/healthy 了，而 192.168.77.134 自動切換成主了，也可以看到192.168.77.134 的 stateStr 的值變成了PRIMARY。因為權重是相同的，所以切換是有一定的隨機性的。

接下來我們指定每臺機器權重，讓權重高的機器自動切換為主。
1.先刪除192.168.77.128上的防火墻規則：

[root@localhost ~]# iptables -D INPUT -p tcp --dport 27017 -j DROP

2.回到192.168.77.134機器上，指定各個機器的權重：

zero:PRIMARY> cfg = rs.conf()
zero:PRIMARY> cfg.members[0].priority = 3
3
zero:PRIMARY> cfg.members[1].priority = 2
2
zero:PRIMARY> cfg.members[2].priority = 1
zero:PRIMARY> rs.reconfig(cfg)
{
    "ok" : 1,
    "operationTime" : Timestamp(1515507322, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1515507322, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    }
}
zero:PRIMARY>

3.這時候192.168.77.128應該就切換成主了，到192.168.77.128上執行rs.config()進行查看：

zero:PRIMARY> rs.config()
{
    "_id" : "zero",
    "version" : 2,
    "protocolVersion" : NumberLong(1),
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "host" : "192.168.77.128:27017",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 3,
            "tags" : {

                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        },
        {
            "_id" : 1,
            "host" : "192.168.77.130:27017",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 2,
            "tags" : {

                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "host" : "192.168.77.134:27017",
            "arbiterOnly" : false,
            "buildIndexes" : true,
            "hidden" : false,
            "priority" : 1,
            "tags" : {

                
            },
            "slaveDelay" : NumberLong(0),
            "votes" : 1
        }
    ],
    "settings" : {
        "chainingAllowed" : true,
        "heartbeatIntervalMillis" : 2000,
        "heartbeatTimeoutSecs" : 10,
        "electionTimeoutMillis" : 10000,
        "catchUpTimeoutMillis" : -1,
        "catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
        "getLastErrorModes" : {

            
        },
        "getLastErrorDefaults" : {
            "w" : 1,
            "wtimeout" : 0
        },
        "replicaSetId" : ObjectId("5a542a65e491a43160eb92f0")
    }
}
zero:PRIMARY>

如上，可以看到每個機器權重的變化，192.168.77.128也自動切換回主角色了。如果192.168.77.128再宕掉的話，那麽192.168.77.130就會是候選主節點，因為除了192.168.77.128之外它的權重最高。

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