MongoDB——副本集构建

布满荆棘的人生 2023-10-09 22:19 150阅读 0赞

### 复制 ###

MongoDB数据库在实际生产环境下，多数基于多服务器集群运行，并进行相应的数据分布式处理。因此，必须考虑数据读写的可用性和安全性，如一台服务器出故障时，应该能保证MongoDB数据处理的正常进行。

复制(Replication,在MongoDB数据库里又称“副本集”①)就是为解决上述问题而产生的，通过复制功能可以实现多服务器的数据冗余备份操作；使备份数据的服务器具备额外提供独立读访问请求的功能（分布式读取数据，可以解决高并发客户端读用户访问问题)；当服务器出故障时，提供自动故障转移、自动数据恢复。

##### 1、复制基本原理 #####

在执行复制动作之前，需要先在不同服务器中安装Mongod实例（通常一个服务器安装一个mongod.exe程序)。一个典型副本集包括了几个数据保存节点（这里把一个节点看  
作一台服务器)，并可以选择另外一个独立节点作为副本集数据复制管理的仲裁节点(Arbiter Node)。在副本集中，只有一个是主节点(Primary Node),其他几个是从节点  
(Secondary Node)。一般情况下一个副本集至少需要3个节点（一主二从），如图所示。

![在这里插入图片描述][fa48880735c641fd832a84804dd22581.png]

主节点负责接收客户端写入数据操作（默认情况下主节点也承担了读的任务，在大访问量情况下，存在访问瓶颈问题)。从节点负责从主节点复制数据，以保证主从节点数据的一致性和安全性。复制依据为本地的Oplog(复制操作日志local.oplog.rs)集合。主节点与从节点进行同步Oplog更新。当副本集只有偶数个节点时，可以增加仲裁节点。作为仲裁节点的服务器只装mongod.exe程序，不承担数据副本的存储任务。仲裁节点通过心跳(Hearbeat)功能保持与  
其他节点的联系，一旦主节点出故障，就进行新主节点选举投票，确保新的主节点及时产生并工作。

##### 2、搭建副本集 #####

单机环境搭建一个1主2从的副本集。

新建文件夹，为各个实例存放数据和日志文件还有配置文件：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">角色</th> 
   <th align="center">数据</th> 
   <th align="center">日志</th> 
   <th align="center">配置文件</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">主(127.0.0.1:27017)</td> 
   <td align="center">/data</td> 
   <td align="center">/log</td> 
   <td align="center">/etc/mongod.yaml</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">从1(127.0.0.1:27018)</td> 
   <td align="center">/data1</td> 
   <td align="center">/log1</td> 
   <td align="center">/etc1/mongd1.yaml</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">从2(127.0.0.1:27019)</td> 
   <td align="center">/data2</td> 
   <td align="center">/log2</td> 
   <td align="center">/etc2/mongd2.yaml</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][235b3901afe0431a8765ff22758fd7d4.png]

#主配置 mongod.yaml
    net:
    	bindIp: 127.0.0.1
    	port: 27017
    processManagement:
    	fork: true
    systemLog:
    	destination: file
    	path: "/usr/local/mongodb-macos-x86_64-5.0.17/log/mongo.log"
    	logAppend: true
    storage:
    	dbPath: "/usr/local/mongodb-macos-x86_64-5.0.17/data"
    replication:
    	replSetName: "myapp" #副本集名称
    
    #从1配置 mongod1.yaml
    net:
    	bindIp: 127.0.0.1
    	port: 27018
    processManagement:
    	fork: true
    systemLog:
    	destination: file
    	path: "/usr/local/mongodb-macos-x86_64-5.0.17/log1/mongo.log"
    	logAppend: true
    storage:
    	dbPath: "/usr/local/mongodb-macos-x86_64-5.0.17/data1"
    replication:
    	replSetName: "myapp" #副本集名称
    
    
    #从2配置 mongod2.yaml
    net:
    	bindIp: 127.0.0.1
    	port: 27019
    processManagement:
    	fork: true
    systemLog:
    	destination: file
    	path: "/usr/local/mongodb-macos-x86_64-5.0.17/log2/mongo.log"
    	logAppend: true
    storage:
    	dbPath: "/usr/local/mongodb-macos-x86_64-5.0.17/data2"
    replication:
    	replSetName: "myapp" #副本集名称

启动3个实例：

mongod -f ./etc/mongod.yaml
    mongod -f ./etc1/mongod1.yaml
    mongod -f ./etc2/mongod2.yaml

![在这里插入图片描述][58fc12137a7b4bf89f4747e625555623.png]  
设置集群配置文件：  
在任意一个启动的Mongo上设置下配置信息，然后初始化  
`mongo -port 27017`

use admin
    config = {
        
    	_id: "myapp",
    	members: [
    		{
        _id: 0, host: "127.0.0.1:27017", "priority": 3},
    		{
        _id: 1, host: "127.0.0.1:27018", "priority": 2},
    		{
        _id: 2, host: "127.0.0.1:27019", "priority": 1}
    	]
    }
    
    //初始化命令
    rs.initiate(config)

![在这里插入图片描述][a371f1e4a3cc4ec497d5804745709d40.png]

测试：db.isMaster()  
![在这里插入图片描述][acf681b36d8945a98f011440c89d8c28.png]  
测试：rs.conf()查看副本集配置对象内容  
![在这里插入图片描述][a0d61a40c28b41f0823e340228f32d29.png]

连接从1节点：`mongo -port 27018`  
查询数据报错：  
![在这里插入图片描述][b63641a7779e4e9f988ec469fce4e5c7.png]  
备份节点可能会落后于主节点，可能没有最新写入的数据，所以备份节点在默认情况下会拒绝读取请求，以防止应用程序意外拿到过期的数据。因此，如果在备份节  
点上做查询，可能会得到一个错误提示，说当前节点不是主节点。

这是为了保护应用程序，以免意外连接到备份节点，读取到过期数据。如果希望从备份节点读取数据，需要设置“从备份节点读取数据没有问题”标识，如下所示：

rs.secondaryOk()

在主库插入一条数据：  
![在这里插入图片描述][e8cc8a8672de4e67a145b2b9088a285a.png]  
从库查询：  
![在这里插入图片描述][ef24e116c22a422daf60944eb398faf1.png]

从库写入数据：  
![在这里插入图片描述][0f74d997dee14b5d98e5b51138a879c8.png]

可以看到，不能对备份节点执行写操作。备份节点只通过复制功能写入数据，不接受客户端的写入请求。

[fa48880735c641fd832a84804dd22581.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fa48880735c641fd832a84804dd22581.png
[235b3901afe0431a8765ff22758fd7d4.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/235b3901afe0431a8765ff22758fd7d4.png
[58fc12137a7b4bf89f4747e625555623.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/58fc12137a7b4bf89f4747e625555623.png
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