时间：2021-07-01 10:21:17 帮助过：7人阅读
Mongodb的Replica Set即副本集方式主要有两个目的，一个是数据冗余做故障恢复使用，当发生硬件故障或者其它原因造成的宕机时，可以使用副本进行恢复。
另一个是做读写分离，读的请求分流到副本上，减轻主（Primary）的读压力。
1.Primary和Secondary搭建的Replica Set
image
Replica Set是mongod的实例集合，它们有着同样的数据内容。包含三类角色：
（1）主节点（Primary）
接收所有的写请求，然后把修改同步到所有Secondary。一个Replica Set只能有一个Primary节点，当Primary挂掉后，其他Secondary或者Arbiter节点会重新选举出来一个主节点。默认读请求也是发到Primary节点处理的，需要转发到Secondary需要客户端修改一下连接配置。
（2）副本节点（Secondary）
与主节点保持同样的数据集。当主节点挂掉的时候，参与选主。
（3）仲裁者（Arbiter）
不保有数据，不参与选主，只进行选主投票。使用Arbiter可以减轻数据存储的硬件需求，Arbiter跑起来几乎没什么大的硬件资源需求，但重要的一点是，在生产环境下它和其他数据节点不要部署在同一台机器上。
注意，一个自动failover的Replica Set节点数必须为奇数，目的是选主投票的时候要有一个大多数才能进行选主决策。
（4）选主过程
其中Secondary宕机，不受影响，若Primary宕机，会进行重新选主：
image
2.使用Arbiter搭建Replica Set
偶数个数据节点，加一个Arbiter构成的Replica Set方式：
image
Relica Set副本集方式整体大概如图：
下面为副本集高可用方案搭建过程（此高可用方案也不推荐使用，只做参考）：
1）机器环境
182.48.115.236 master-node(主节点)
182.48.115.237 slave-node1(从节点)
182.48.115.238 slave-node2(从节点)
MongoDB 安装目录:/usr/local/mongodb
MongoDB 数据库目录:/usr/local/mongodb/data
MongoDB 日志目录:/usr/local/mongodb/log/mongo.log
MongoDB 配置文件:/usr/local/mongodb/mongodb.conf
对以上三台服务器部署Mongodb的副本集功能，定义副本集名称为:hqmongodb
关闭三台服务器的iptables防火墙和selinux
2）确保三台副本集服务器上的配置文件完全相同（即三台机器的mongodb.conf配置一样，除了配置文件中绑定的ip不一样）。下面操作在三台节点机上都要执行：
编写配置文件，不同的机器修改bind_ip就可以了
[root@master-node ~]# cat /usr/local/mongodb/mongodb.conf
port=27017
bind_ip = 182.48.115.236 //这个最好配置成本机的ip地址。否则后面进行副本集初始化的时候可能会失败！
dbpath=/usr/local/mongodb/data
logpath=/usr/local/mongodb/log/mongo.log
pidfilepath=/usr/local/mongodb/mongo.pid
fork=true
logappend=true
shardsvr=true
directoryperdb=true
oplogSize=10000
noprealloc=true
#auth=true
#keyFile =/usr/local/mongodb/keyfile
replSet =shard002
# master.conf
dbpath=/opt/mongodb/data/master
logpath=/opt/mongodb/logs/master.log
pidfilepath=/opt/mongodb/logs/master.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=ynzw
bind_ip=10.211.55.10
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
# slaver1.conf
dbpath=/opt/mongodb/data/slaver1
logpath=/opt/mongodb/logs/slaver1.log
pidfilepath=/opt/mongodb/logs/slaver1.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=ynzw
bind_ip=10.211.55.10
port=27018
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
# slaver2.conf
dbpath=/opt/mongodb/data/slaver2
logpath=/opt/mongodb/logs/slaver2.log
pidfilepath=/opt/mongodb/logs/slaver2.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=ynzw
bind_ip=10.211.55.10
port=27019
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
# arbiter.conf
dbpath=/opt/mongodb/data/arbiter
logpath=/opt/mongodb/logs/arbiter.log
pidfilepath=/opt/mongodb/logs/arbiter.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=ynzw
bind_ip=10.211.55.10
port=27020
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
启动4个节点
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/master.conf
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/slaver1.conf
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/slaver2.conf
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/arbiter.conf
配置主，备，仲裁节点
客户端连接master、slaver中任意一个节点mongodb
/opt/mongodb/bin/mongo 10.211.55.10:27017 #ip和port是某个节点的地址
开始配置
> use admin
> cfg = {_id: "ynzw",members:[{_id: 0,host: ‘10.211.55.10:27017‘,priority: 3},{_id: 1,host: ‘10.211.55.10:27018‘,priority: 2},{_id: 2,host: ‘10.211.55.10:27019‘,priority: 1},{_id: 3,host: ‘10.211.55.10:27020‘,arbiterOnly: true}]};
> rs.initiate(cfg) #使配置生效
cfg是可以任意的名字，当然最好不要是mongodb的关键字，conf，config都可以。最外层的_id表示replica set的名字，members里包含的是所有节点的地址以及优先级。优先级最高的即成为主节点，即这里的10.211.55.10:27017。特别注意的是，对于仲裁节点，需要有个特别的配置——arbiterOnly:true。这个千万不能少了，不然主备模式就不能生效。
检验
配置的生效时间根据不同的机器配置会有长有短，配置不错的话基本上十几秒内就能生效，有的配置需要一两分钟。如果生效了，执行rs.status()命令会看到如下信息：
ynzw:SECONDARY> rs.status()
{
"set" : "ynzw",
"date" : ISODate("2017-05-26T06:47:32.069Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(8),
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "10.211.55.10:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 24,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1495781239, 2),
"t" : NumberLong(8)
},
"optimeDate" : ISODate("2017-05-26T06:47:19Z"),
"electionTime" : Timestamp(1495781239, 1),
"electionDate" : ISODate("2017-05-26T06:47:19Z"),
"configVersion" : 1,
"self" : true
},
{
"_id" : 1,
"name" : "10.211.55.10:27018",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 18,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1495781239, 2),
"t" : NumberLong(8)
},
"optimeDate" : ISODate("2017-05-26T06:47:19Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2017-05-26T06:47:31.424Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-05-26T06:47:31.247Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"syncingTo" : "10.211.55.10:27017",
"configVersion" : 1
},
{
"_id" : 2,
"name" : "10.211.55.10:27019",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 18,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1495781239, 2),
"t" : NumberLong(8)
},
"optimeDate" : ISODate("2017-05-26T06:47:19Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2017-05-26T06:47:31.424Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-05-26T06:47:31.734Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"syncingTo" : "10.211.55.10:27018",
"configVersion" : 1
},
{
"_id" : 3,
"name" : "10.211.55.10:27020",
"health" : 1,
"state" : 7,
"stateStr" : "ARBITER",
"uptime" : 18,
"lastHeartbeat" : ISODate("2017-05-26T06:47:31.424Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-05-26T06:47:30.437Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"configVersion" : 1
}
],
"ok" : 1
}
ynzw:PRIMARY>
如果配置正在生效，其中会包含如下信息："stateStr" : "RECOVERING"
附录
mongodb配置文件具体属性解释
dbpath：数据存放目录
logpath：日志存放路径
pidfilepath：进程文件，方便停止mongodb
directoryperdb：为每一个数据库按照数据库名建立文件夹存放
logappend：以追加的方式记录日志
replSet：replica set的名字
bind_ip：mongodb所绑定的ip地址
port：mongodb进程所使用的端口号，默认为27017
oplogSize：mongodb操作日志文件的最大大小。单位为Mb，默认为硬盘剩余空间的5%
fork：以后台方式运行进程
noprealloc：不预先分配存储
当数据量比较大的时候，我们需要把数据分片运行在不同的机器中，以降低CPU、内存和IO的压力，Sharding就是数据库分片技术。
MongoDB分片技术类似MySQL的水平切分和垂直切分，数据库主要由两种方式做Sharding：垂直扩展和横向切分。
垂直扩展的方式就是进行集群扩展，添加更多的CPU，内存，磁盘空间等。
横向切分则是通过数据分片的方式，通过集群统一提供服务：
image
（1）MongoDB的Sharding架构
image
（2）MongoDB分片架构中的角色
A.数据分片（Shards）
用来保存数据，保证数据的高可用性和一致性。可以是一个单独的mongod实例，也可以是一个副本集。
在生产环境下Shard一般是一个Replica Set，以防止该数据片的单点故障。所有Shard中有一个PrimaryShard，里面包含未进行划分的数据集合：
image
B.查询路由（Query Routers）
路由就是mongos的实例，客户端直接连接mongos，由mongos把读写请求路由到指定的Shard上去。
一个Sharding集群，可以有一个mongos，也可以有多mongos以减轻客户端请求的压力。
C.配置服务器（Config servers）
保存集群的元数据（metadata），包含各个Shard的路由规则。
Sharding分片技术(混合模式)高可用方案的大体架构图：
Sharding分片技术(混合模式)高可用方案架构下向mongodb写数据的流程图：
Sharding分片技术(混合模式)高可用方案架构下向mongodb读数据的流程图：
| 192.168.252.121 | 192.168.252.122 | 192.168.252.123 |
|---|---|---|
| mongos | mongos | mongos |
| config server | config server | config server |
| shard server1 主节点 | shard server1 副节点 | shard server1 仲裁 |
| shard server2 仲裁 | shard server2 主节点 | shard server2 副节点 |
| shard server3 副节点 | shard server3 仲裁 | shard server3 主节点 |
端口分配：
mongos：20000
config：21000
shard1：27001
shard2：27002
shard3：27003
下载并且安装
wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-amazon-3.6.2.tgz
tar -xzvf mongodb-linux-x86_64-amazon-3.6.2.tgz -C /usr/local/
所有版本二进制文件,自行下载
https://www.mongodb.org/dl/win32/x86_64-2008plus-ssl?_ga=2.87139544.1567998244.1517190032-1153843332.1517190032&_gac=1.204211492.1517212002.EAIaIQobChMI44v9_9b82AIV1AcqCh0lcABIEAAYASAAEgKI1_D_BwE
改名
cd /usr/local/
mv mongodb-linux-x86_64-amazon-3.6.2 mongodb
分别在每台机器建立conf、mongos、config、shard1、shard2、shard3六个目录，因为mongos不存储数据，只需要建立日志文件目录即可。
mkdir -p /usr/local/mongodb/conf mkdir -p /usr/local/mongodb/mongos/log mkdir -p /usr/local/mongodb/config/data mkdir -p /usr/local/mongodb/config/log mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/data mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/log mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/data mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/log mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/data mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/log
配置环境变量
vi /etc/profile
# MongoDB 环境变量内容
export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodb
export PATH=$MONGODB_HOME/bin:$PATH
使立即生效
source /etc/profile
mongodb3.4以后要求配置服务器也创建副本集，不然集群搭建不成功。
(三台机器)添加配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/config.conf
## 配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/config/log/configsrv.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/config/data
logpath = /usr/local/mongodb/config/log/congigsrv.log
logappend = true
bind_ip = 0.0.0.0
port = 21000
fork = true
#declare this is a config db of a cluster;
configsvr = true
#副本集名称
replSet = configs
#设置最大连接数
maxConns = 20000
启动三台服务器的config server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf
登录任意一台配置服务器，初始化配置副本集
连接 MongoDB
mongo --port 21000
config 变量
config = {
_id : "configs",
members : [
{_id : 0, host : "192.168.252.121:21000" },
{_id : 1, host : "192.168.252.122:21000" },
{_id : 2, host : "192.168.252.123:21000" }
]
}
初始化副本集
rs.initiate(config)
其中，"_id" : "configs"应与配置文件中配置的 replicaction.replSetName 一致，"members" 中的 "host" 为三个节点的 ip 和 port
响应内容如下
> config = {
... _id : "configs",
... members : [
... {_id : 0, host : "192.168.252.121:21000" },
... {_id : 1, host : "192.168.252.122:21000" },
... {_id : 2, host : "192.168.252.123:21000" }
... ]
... }
{
"_id" : "configs",
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "192.168.252.121:21000"
},
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.252.122:21000"
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.252.123:21000"
}
]
}
> rs.initiate(config);
{
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1517369899, 1),
"$gleStats" : {
"lastOpTime" : Timestamp(1517369899, 1),
"electionId" : ObjectId("000000000000000000000000")
},
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1517369899, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
"keyId" : NumberLong(0)
}
}
}
configs:SECONDARY>
此时会发现终端上的输出已经有了变化。
//从单个一个
>
//变成了
configs:SECONDARY>
查询状态
configs:SECONDARY> rs.status()
(三台机器)设置第一个分片副本集
配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
#配置文件内容
#——————————————–
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard1/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.log
logappend = true
bind_ip = 0.0.0.0
port = 27001
fork = true
#副本集名称
replSet = shard1
#declare this is a shard db of a cluster;
shardsvr = true
#设置最大连接数
maxConns = 20000
启动三台服务器的shard1 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
登陆任意一台服务器，初始化副本集(除了192.168.252.123)
连接 MongoDB
mongo --port 27001
使用admin数据库
use admin
定义副本集配置
config = {
_id : "shard1",
members : [
{_id : 0, host : "192.168.252.121:27001" },
{_id : 1, host : "192.168.252.122:27001" },
{_id : 2, host : "192.168.252.123:27001" , arbiterOnly: true }
]
}
初始化副本集配置
rs.initiate(config)
响应内容如下
> use admin
switched to db admin
> config = {
... _id : "shard1",
... members : [
... {_id : 0, host : "192.168.252.121:27001" },
... {_id : 1, host : "192.168.252.122:27001" },
... {_id : 2, host : "192.168.252.123:27001" , arbiterOnly: true }
... ]
... }
{
"_id" : "shard1",
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "192.168.252.121:27001"
},
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.252.122:27001"
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.252.123:27001",
"arbiterOnly" : true
}
]
}
> rs.initiate(config)
{ "ok" : 1 }
此时会发现终端上的输出已经有了变化。
//从单个一个
>
//变成了
shard1:SECONDARY>
查询状态
shard1:SECONDARY> rs.status()
设置第二个分片副本集
配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
#配置文件内容
#——————————————–
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard2/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.log
logappend = true
bind_ip = 0.0.0.0
port = 27002
fork = true
#副本集名称
replSet=shard2
#declare this is a shard db of a cluster;
shardsvr = true
#设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的shard2 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
连接 MongoDB
mongo --port 27002
使用admin数据库
use admin
定义副本集配置
config = {
_id : "shard2",
members : [
{_id : 0, host : "192.168.252.121:27002" , arbiterOnly: true },
{_id : 1, host : "192.168.252.122:27002" },
{_id : 2, host : "192.168.252.123:27002" }
]
}
初始化副本集配置
rs.initiate(config)
响应内容如下
> use admin
switched to db admin
> config = {
... _id : "shard2",
... members : [
... {_id : 0, host : "192.168.252.121:27002" , arbiterOnly: true },
... {_id : 1, host : "192.168.252.122:27002" },
... {_id : 2, host : "192.168.252.123:27002" }
... ]
... }
{
"_id" : "shard2",
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "192.168.252.121:27002",
"arbiterOnly" : true
},
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.252.122:27002"
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.252.123:27002"
}
]
}
> rs.initiate(config)
{ "ok" : 1 }
shard2:SECONDARY> rs.status()
vi /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
#配置文件内容
#——————————————–
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard3/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.log
logappend = true
bind_ip = 0.0.0.0
port = 27003
fork = true
#副本集名称
replSet=shard3
#declare this is a shard db of a cluster;
shardsvr = true
#设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的shard3 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
登陆任意一台服务器，初始化副本集(除了192.168.252.121)
mongo --port 27003
使用admin数据库
use admin
定义副本集配置
config = {
_id : "shard3",
members : [
{_id : 0, host : "192.168.252.121:27003" },
{_id : 1, host : "192.168.252.122:27003" , arbiterOnly: true},
{_id : 2, host : "192.168.252.123:27003" }
]
}
初始化副本集配置
rs.initiate(config)
响应内容如下
> use admin
switched to db admin
> config = {
... _id : "shard3",
... members : [
... {_id : 0, host : "192.168.252.121:27003" },
... {_id : 1, host : "192.168.252.122:27003" , arbiterOnly: true},
... {_id : 2, host : "192.168.252.123:27003" }
... ]
... }
{
"_id" : "shard3",
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "192.168.252.121:27003"
},
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.252.122:27003",
"arbiterOnly" : true
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.252.123:27003"
}
]
}
> rs.initiate(config)
{ "ok" : 1 }
shard3:SECONDARY> rs.status()
（三台机器）先启动配置服务器和分片服务器,后启动路由实例启动路由实例:
vi /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf
#内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.pid
logpath = /usr