第六章：架构篇 Replica Sets复制集的搭建



 1. Replica Sets  复制集

MongoDB 支持在多个机器中通过异步复制达到故障转移和实现冗余。多机器中同一时刻只有一台是用于写操作。正是由于这个情况，为 MongoDB 提供了数据一致性的保障。担当 Primary角色的机器能把读操作分发给 slave。 

MongoDB  高可用可用分两种:

     1.1  Master-Slave ：主从复制

      只需要在某一个服务启动时加上–master参数，而另一个服务加上–slave与–source参数， 即可实现同步。MongoDB 的最新版本已不再推荐此方案。 

   1.2 Replica Sets复制集

 MongoDB 在  1.6版本对开发了新功能replica set，这比之前的replication功能要强大一些， 增加了故障自动切换和自动修复成员节点，各个DB之间数据完全一致，大大降低了维护成功。auto  shard已经明确说明不支持replication  paris，建议使用replica  set，replica  set 故障切换完全自动。 

如果上图所示，Replica Sets的结构非常类似一个集群。是的，你完全可以把它当成集群，因为它确实跟集群实现的作用是一样的，其中一个节点如果出现故障，其它节点马上会将业务接过来而无须停机操作。

Mongodb(M)表示主节点，Mongodb(S)表示备节点，Mongodb(A)表示仲裁节点。主备节点存储数据，仲裁节点不存储数据。客户端同时连接主节点与备节点，不连接仲裁节点。

       默认设置下，主节点提供所有增删查改服务，备节点不提供任何服务。但是可以通过设置使备节点提供查询服务，这样就可以减少主节点的压力，当客户端进行数据查询时，请求自动转到备节点上。这个设置叫做 Read Preference Modes，同时Java客户端提供了简单的配置方式，可以不必直接对数据库进行操作。

 仲裁节点是一种特殊的节点，它本身并不存储数据，主要的作用是决定哪一个备节点在主节点挂掉之后提升为主节点，所以客户端不需要连接此节点。这里虽然只有一个备节点，但是仍然需要一个仲裁节点来提升备节点级别。我开始也不相信必须要有仲裁节点，但是自己也试过没仲裁节点的话，主节点挂了备节点还是备节点，所以咱们还是需要它的。

只是负责故障转移的群体投票，这样就少了数据复制的压力。

2.部署 Replica Sets 

环境： redhat linux5.5  

1. 建立数据文件夹

  mkdir -p  /mongodb/data/master      --主

  mkdir -p /mongodb/log/

  mkdir -p /mongodb/data/slaver         --备

  mkdir -p /mongodb/log/

  mkdir -p /mongodb/data/arbiter        --仲裁

  mkdir -p /mongodb/log/

  touch  /mongodb/log/master.log 

  touch /mongodb/log/slaver.log

  touch /mongodb/log/arbiter.log

  touch  /mongodb/master.pid  

  touch  /mongodb/slaver.pid

  touch  /mongodb/arbiter.pid

  chmod -R  755 /mongodb   --三个节点都执行

2.建立配置文件

# master.conf

dbpath=/mongodb/data/master 
logpath=/mongodb/log/master.log 
pidfilepath=/mongodb/master.pid 
directoryperdb=true 
logappend=true 
replSet=testrs 
bind_ip=192.168.56.87
port=27017
oplogSize=10000 
fork=true 
noprealloc=true  

# slaver.conf

dbpath=/mongodb/data/slaver
logpath=/mongodb/log/slaver.log
pidfilepath=/mongodb/slaver.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=192.168.56.88
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true

#arbiter .conf

dbpath=/mongodb/data/arbiter
logpath=/mongodb/log/arbiter.log  

pidfilepath=/mongodb/arbiter.pid  

directoryperdb=true  
logappend=true  
replSet=testrs  
bind_ip=192.168.56.89
port=27017
oplogSize=10000  
fork=true  
noprealloc=true  

给以上文件加上读写执行的权限

[root@node1 bin]# chmod 755  master.conf

[root@node1 bin]# chmod 755   slaver.conf

[root@node1 bin]# chmod 755 arbiter .conf

注意： 把 .log  等文件也建好  

参数解释：

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

3.启动mongodb

进入每个mongodb节点的bin目录下

[root@node1 bin]# ./mongod -f master.conf 
[root@node1 bin]# ./mongod -f slaver.conf 
[root@node1 bin]# ./mongod -f arbiter.conf  

注意配置文件的路径一定要保证正确，可以是相对路径也可以是绝对路径。

4.配置主，备，仲裁节点

可以通过客户端连接mongodb，也可以直接在三个节点中选择一个连接mongodb。

./mongo 192.168.56.87:27017   #ip和port是某个节点的地址  

>use admin  

>cfg={  _id:"testrs", members:[ 

{_id:0,host:'192.168.56.87:27017',priority:2}, 

{_id:1,host:'192.168.56.88:27017',priority:1},  
{_id:2,host:'192.168.56.89:27017', arbiterOnly:true}] --永远不成为主节点

 };  

>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192.168.56.87:27017。

特别注意的是，对于仲裁节点，

需要有个特别的配置——arbiterOnly:true。只能作为secondary副本节点，防止一些性能不高的节点成为主节点。

这个千万不能少了，不然主备模式就不能生效。 

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：

testrs:PRIMARY> rs.status()
{
     "set" : "testrs",
     "date" : ISODate("2015-05-08T03:27:59.706Z"),
     "myState" : 1,
     "members" : [
          {
               "_id" : 0,
               "name" : "192.168.56.87:27017",
               "health" : 1,    --1表明正常; 0表明异常
                "state" : 1,       -- 1表明是Primary; 2 表明是Secondary; 
               "stateStr" : "PRIMARY", --表明此机器是主库 
               "uptime" : 620,
               "optime" : Timestamp(1431055581, 1),
               "optimeDate" : ISODate("2015-05-08T03:26:21Z"),
               "electionTime" : Timestamp(1431055584, 1),
               "electionDate" : ISODate("2015-05-08T03:26:24Z"),
               "configVersion" : 1,
               "self" : true
          },
          {
               "_id" : 1,
               "name" : "192.168.56.88:27017",
               "health" : 1,   
                 "state" : 2,      -- 1表明是Primary; 2 表明是Secondary; 
                "stateStr" : "SECONDARY",    --表明此机器是从库
               "uptime" : 294,
               "optime" : Timestamp(1431055581, 1),
               "optimeDate" : ISODate("2015-05-08T03:26:21Z"),
               "lastHeartbeat" : ISODate("2015-05-08T03:27:58.189Z"),
               "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2015-05-08T03:27:59.287Z"),
               "pingMs" : 0,
               "configVersion" : 1
          },
          {
               "_id" : 2,
               "name" : "192.168.56.89:27017",
               "health" : 1,
               "state" : 7,
               "stateStr" : "ARBITER",
               "uptime" : 294,
               "lastHeartbeat" : ISODate("2015-05-08T03:27:59.686Z"),
               "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2015-05-08T03:27:58.028Z"),
               "pingMs" : 0,
               "configVersion" : 1
          }
     ],
     "ok" : 1
}

如果配置正在生效，其中会包含如下信息：

"stateStr" : "RECOVERING"  

同时可以查看对应节点的日志，发现正在等待别的节点生效或者正在分配数据文件。
 现在基本上已经完成了集群的所有搭建工作。至于测试工作，可以留给大家自己试试。一个是往主节点插入数据，能从备节点查到之前插入的数据（查询备节点可能会遇到某个问题，可以自己去网上查查看）。二是停掉主节点，备节点能变成主节点提供服务。三是恢复主节点，备节点也能恢复其备的角色，而不是继续充当主的角色。二和三都可以通过rs.status()命令实时查看集群的变化。

 

5.测试集群是否同步

登录进入备库

./mongo 192.168.56.88:27017 

查询person下的数据： db.person.find()

testrs:SECONDARY> db.person.find()
Error: error: { "$err" : "not master and slaveOk=false", "code" : 13435 }

报错了：说明从库不能执行查询操作

 让从库可以执行查询操作：

testrs:SECONDARY>  db.getMongo().setSlaveOk()

testrs:SECONDARY> db.person.find()  -- 没报错了，但是没有任何数据

登录主库：

./mongo 192.168.56.88:27017 

插入一条数据：  testrs:PRIMARY> db.person.insert({"name":"zw","sex":"M","age":19})

testrs:PRIMARY> db.person.find()  --主库查询，ok数据出来了
{ "_id" : ObjectId("554c2f77478a8bbe95a474d9"), "name" : "zw", "sex" : "M", "age" : 19 }

testrs:SECONDARY> db.person.find()  --备库查询，哈哈已经同步过来啦
{ "_id" : ObjectId("554c2f77478a8bbe95a474d9"), "name" : "zw", "sex" : "M", "age" : 19 }

到此为止，集群搭建成功.....

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 二、一个主节点，两个备用节点环境搭建

1、 创建数据文件存储路径 

[root@node1 ~]# mkdir -p /mongodb/data/r0
[root@node1 ~]# mkdir -p /mongodb/data/r1 

[root@node1 ~]# mkdir -p /mongodb/data/r2

 

2、 创建日志文件路径

[root@node1 ~]# mkdir -p /mongodb/log 

[root@node1 ~] chmod -R 755 /mongodb

3、创建主从key文件，用于标识集群的私钥的完整路径，如果各个实例的key file内容不一致，程序将不能正常用。 

[root@node1 ~]# mkdir -p /mongodb/data/key

[root@node1 ~]# echo "this is rs1 super secret key" > /mongodb/data/key/r0

[root@node1 ~]# echo "this is rs1 super secret key" > /mongodb/data/key/r1

[root@node1 ~]# echo "this is rs1 super secret key" > /mongodb/data/key/r2

[root@node1 ~]# chmod 600 /mongodb/data/key/r*

 4、启动3个实例

./mongod  --replSet  rs1  --keyFile  /mongodb/data/key/r0  --fork  --port 28010 --dbpath /mongodb/data/r0 --logpath=/mongodb/log/r0.log --logappend

./mongod  --replSet  rs1  --keyFile  /mongodb/data/key/r1  --fork  --port 28011 --dbpath /mongodb/data/r1 --logpath=/mongodb/log/r1.log --logappend

./mongod  --replSet  rs1  --keyFile  /mongodb/data/key/r2  --fork  --port 28012 --dbpath /mongodb/data/r2 --logpath=/mongodb/log/r2.log --logappend

 5、配置及初始化Replica Sets

[root@node1 bin]# ./mongo 192.168.56.87:28010
MongoDB shell version: 3.0.2
connecting to: 192.168.56.87:28010/test

 > use admin
switched to db admin

> cfg= {_id: 'rs1', members: [
      {_id: 0, host: '192.168.56.87:28010', priority:1},    --成员IP及端口，priority=1 指PRIMARY
      {_id: 1, host: '192.168.56.88:28011'},
      {_id: 2, host: '192.168.56.89:28012'}

]}

 初始化设置

> rs.initiate(cfg);  

     报错  "errmsg" : "not authorized on admin to execute command { replSetGetStatus: 1.0 }",
 

* 如果 MongoDB 服务器启动时使用了 --auth 或 --keyFile 参数，你就必须在进行任何操作前进行认证。 你可以在连接时进行认证

6、查看复制集状态

>rs.status()

 还可以用isMaster查看Replica Sets状态。 

rs1:PRIMARY> rs.isMaster()
{
                "setName" : "rs1",
                "ismaster" : true,
                "secondary" : false,
                "hosts" : [
                                "localhost:28010",
                                "localhost:28012",
                                "localhost:28011"
                ],
                "maxBsonObjectSize" : 16777216,
                "ok" : 1
}
rs1:PRIMARY>