什么是 MongoDB 复制集

什么是 MongoDB 复制集

1.什么是复制集

Mongodb复制集由一组Mongod实例（进程）组成，包含一个Primary节点和多个Secondary节点，Mongodb Driver（客户端）的所有数据都写入Primary，Secondary从Primary同步写入的数据，以保持复制集内所有成员存储相同的数据集，提供数据的高可用。

2.复制集的作用

• MongoDB 复制集的主要意义是在于实现服务高可用

• 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
  • 在接受写入的节点发生故障时自动选举出一个新的代替节点

• 在实现高可用得到同时，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

3.典型复制集结构

一个典型的复制集由3个及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
• 两个或者多个从节点（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）
  • 此节点没有数据，只是用来做投票

4.数据如何复制的？

• 当一个修改操作，无论是插入、更新或者删除，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），这些记录称为 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，从此保持跟主节点的数据一致。

5.故障恢复

RAFT 算法：https://raft.github.io/

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
• 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
• 复制集中最多可以有 50 个节点，但具有投票权的节点最多 7 个

6.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）

7.常见选项

• 复制集及诶单有以下常见的选配项
  • 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。隐藏及诶单可以具有投票权，但优先级必须为 0
  • 延迟（slaveDelay 参数）：复制 n 秒之前的数据，保存与主节点的时间差。
    • 比如可以设置一个延迟12个小时的节点，如果主节点不小心进行了误操作，12小时内还可以从这个延迟节点，拿到被误删除的数据

8.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，避免出现不可预知的问题
• 增加节点不会增加系统写性能

9.参考

• 《MongoDB高手课》- 唐建法