MongoDB复制选举原理及复制集管理

复制集的选举简介

MongoDB复制集的节点是通过选举产生主节点

复制的原理

复制是基于操作日志oplog，相当于 MySQL 中的二进制日志，只记录发生改变的记录。复制是将主节点的oplog日志同步并应用到其他从节点过程

选举的原理

一、安装MongoDB

1、自定义yum源文件

[root@RedHat7_6 ~]# cd /etc/yum.repos.d/

[root@redhat7_6 yum.repos.d]# mkdir bak

[root@redhat7_6 yum.repos.d]# mvCentOS-* bak/

[root@redhat7_6 yum.repos.d]# vim local.repo

[mongodb-org]

name=MongoDB Repository

baseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/3.6/x86_64/

gpgcheck=1

enabled=1

gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-3.6.asc

2、安装MongoDB

[root@redhat7_6 ~]# yum -y install mongodb-org

[root@redhat7_6 ~]# yum clean all #清除yum缓存

[root@redhat7_6 ~]# yum list #重新加载源

二、配置复制集

1、创建实例相关文件

[root@redhat7_6 ~]# mkdir -p /data/mongodb/mongodb{1,2,3,4} #创建数据目录

[root@redhat7_6 ~]# mkdir -p /data/logs/mongodb #创建日志目录

[root@redhat7_6 ~]# cd /data/logs/mongodb/

[root@redhat7_6 mongodb]# touch mongodb{1,2,3,4}.log #创建日志文件

[root@redhat7_6 mongodb]# chmod 777 *.log #修改目录权限

2、编辑实例1配置文件

[root@redhat7_6 ~]# cp -p /etc/mongod.conf /etc/mongod1.conf

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/mongod1.conf #修改配置文件

path: /data/logs/mongodb/mongodb1.log  #约第10行，编辑日志文件路径，对应其他的实例依次往下……

dbPath: /data/mongodb/mongodb1/        #编辑数据目录文件路径，也是一样对应其他的实例依次往下……

net:                                  #约28行，指定网络接口

port: 27017                          #编辑端口号，实例1为27017，实例2为27018，依次往下排……

bindIp: 0.0.0.0

replication:                          #约37行，打开复制选项注释,四台实例都要添加

replSetName: kgcrs                  #指定复制集名称

3、编辑其他实例配置文件

[root@redhat7_6 ~]# cp -p /etc/mongod1.conf /etc/mongod2.conf #创建其他三个 MongoDB 实例配置文件

[root@redhat7_6 ~]# cp -p /etc/mongod1.conf /etc/mongod3.conf

[root@redhat7_6 ~]# cp -p /etc/mongod1.conf /etc/mongod4.conf

[root@redhat7_6 ~]# rm -rf /etc/mongod.conf

4、编写启动脚本

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/init.d/mongodb

#!/bin/bash

# descript:Mongodb Server Control Script

# Author: GuiHaiYiDao TEL：139741741741

# date：long long ago

instance=$1

action=$2

case "$action" in

'start')

/usr/bin/mongod -f /etc/"$instance".conf

;;

'stop')

/usr/bin/mongod -f /etc/"$instance".conf --shutdown

;;

'restart')

/usr/bin/mongod -f /etc/"$instance".conf --shutdown

/usr/bin/mongod -f /etc/"$instance".conf

;;

esac

[root@redhat7_6 ~]# chmod +x /etc/init.d/mongodb

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod1 start

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod2 start

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod3 start

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod4 start

5、初始化配置复制集

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27017

> cfg={"_id":"kgcrs","members":[{"_id":0,"host":"192.168.100.76:27017","priority":100},{"_id":1,"host":"192.168.100.76:27018","priority":100},{"_id":2,"host":"192.168.100.76:27019","priority":0},{"_id":3,"host":"192.168.100.76:27020","arbiterOnly":true}]} #定义两个主节点，一个被动节点，一个仲裁节点> rs.initiate(cfg) #初始化复制集> kgcrs:PRIMARY> rs.isMaster()  #查看群集状态

{

"hosts" : [              #标准节点

"192.168.100.76:27017",

"192.168.100.76:27018"

],

"passives" : [            #被动节点

"192.168.100.76:27019"

],

"arbiters" : [            #仲裁节点

"192.168.100.76:27020"

],

"setName" : "kgcrs",

"setVersion" : 1,

"ismaster" : true,

"secondary" : false,

"primary" : "192.168.100.76:27017",

"me" : "192.168.100.76:27017",

"electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000001"),

}

……

三、验证复制集选举原理

1、查看oplog日志

kgcrs:PRIMARY> use testDB    #进入或创建库

kgcrs:PRIMARY> db.t1.insert({"id":1,"name":"Tom"}) #插入数据

kgcrs:PRIMARY> db.t1.insert({"id":2,"name":"Jack"})

kgcrs:PRIMARY> db.t1.find()    #查看集合

{ "_id" : ObjectId("5b95c4c915740fa3d0077e8d"), "id" : 1, "name" : "Tom" }

{ "_id" : ObjectId("5b95c4d715740fa3d0077e8e"), "id" : 2, "name" : "Jack" }

kgcrs:PRIMARY> db.t1.update({"id":2},{"$set":{"name":"Bob"}})    #修改数据

kgcrs:PRIMARY> db.t1.remove({"id":2})  #移除数据

kgcrs:PRIMARY> show dbs

kgcrs:PRIMARY> use local                #进入local库

kgcrs:PRIMARY> show collections

kgcrs:PRIMARY> db.oplog.rs.find()      #注意查看每个文档都代表主节点上执行的一个操作，oplog会包含所有对数据有修改的操作(查询操作不会记录)

2、模拟主节点01故障(端口27017)

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod1 stop #关闭01节点服务器

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27018

kgcrs:PRIMARY> rs.status()    #查看复制状态

3、模拟主节点02故障(端口27018)

4、启动标准节点

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod1 start #第一个先启动实例1，成为主节点。可以进行人为控制

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod2 start

kgcrs:PRIMARY> rs.status()

四、MongoDB复制集管理

1、配置允许在从节点读取数据

1).查看实例1服务

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27017

kgcrs:PRIMARY> show dbs

kgcrs:PRIMARY> use testDB

kgcrs:PRIMARY> db.t1.find() #查询集合数据

{ "_id" : ObjectId("5b98d55d06a599fff182be6d"), "id" : 1, "name" : "Tom" }

2).设置允许读取数据

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27018

kgcrs:SECONDARY> rs.slaveOk()    #允许默认从节点读取数据

kgcrs:SECONDARY> show dbs

……

testDB  0.000GB      #读取成功

kgcrs:SECONDARY> use testDB

kgcrs:SECONDARY> db.t1.find()

2、查看复制状态信息

kgcrs:SECONDARY> rs.help()                #查看命令帮助kgcrs:SECONDARY> rs.printReplicationInfo()

configured oplog size:  990MB              #oplog文件大小

log length start to end: 7688secs (2.14hrs) #日志启用的时间段。单位：秒

oplog first event time:  Wed Sep 12 2018 16:50:59 GMT+0800 (CST)    #第一个事务日志的产生时间

oplog last event time:  Wed Sep 12 2018 18:59:07 GMT+0800 (CST)    #第一个事务日志的结束时间

now:                    Wed Sep 12 2018 18:59:16 GMT+0800 (CST)    #当前时间kgcrs:SECONDARY> rs.printSlaveReplicationInfo() #可以通过下面IP、端口发现，仲裁节点不具备数据复制

source: 192.168.100.76:27018                        #从库的IP及端口   

syncedTo: Wed Sep 12 2018 18:59:27 GMT+0800 (CST) #目前的同步情况，延迟了多久等信息

0 secs (0 hrs) behind the primary

source: 192.168.100.76:27019

syncedTo: Wed Sep 12 2018 18:59:27 GMT+0800 (CST)

0 secs (0 hrs) behind the primary

3、更改oplog大小

简介：oplog即operations log简写，存储在local数据库中。oplog中新操作会自动替换旧的操作，以保证oplog不会超过预设的大小。默认情况下，oplog大小会占用64位的实例5%的可用磁盘

原理：主节点应用业务操作修改到数据库中，然后记录这些操作到oplog中，从节点复制这些oplog，然后应用这些修改。这些操作是异步的。如果从节点的操作已经被主节点落下很远，oplog日志在从节点还没执行完，oplog可能已经轮滚一圈了，从节点跟不上同步，复制就会停下，从节点需要重新做完整的同步，为了避免此种情况，尽量保证主节点的oplog足够大，能够存放相当长时间的操作记录

1).关闭从节点服务器

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27018

kgcrs:SECONDARY> use admin

kgcrs:SECONDARY> db.shutdownServer() #关闭服务，从复制集成员退出来

2).修改从节点主配置文件

3).启动单实例

4).备份当前节点所有oplog记录

[root@redhat7_6 ~]# mongodump --port 27028 --db local --collection 'oplog.rs'

port        #指定端口

db          #指定数据库

collection  #指定集合

5).更改oplog文件大小

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27028

> use local

> db.oplog.rs.drop()  #删除oplog文件

> db.runCommand({ create: "oplog.rs", capped: true, size: (2 * 1024 * 1024 * 1024)}) #重建文件，指定2048M的空间

6).暂时关闭服务

> use admin

> db.shutdownServer()

7).修改从节点主配置文件

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/mongod2.conf

net:

port: 27018  #约29行，把端口改成27018

replication:    #约37行，打开复制选项

replSetName: kgcrs  #解开注释

oplogSizeMB: 2048  #添加oplog日志文件大小2048MB

8).登录服务

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod2 start

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27018

kgcrs:SECONDARY> rs.printReplicationInfo()

9).进行主从切换

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27017

kgcrs:PRIMARY> rs.freeze(30)        #暂停30秒不参加选举

kgcrs:PRIMARY> rs.stepDown(60,30)    #告知主节点交出主节点位置，然后维持从节点状态不少于60秒，同时等待30秒以使主节点和从节点日志同步

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27018

五、部署认证复制

[root@redhat7_6 ~]# mongo --port 27018

1、创建用户

kgcrs:PRIMARY> use admin

kgcrs:PRIMARY> db.createUser({"user":"root","pwd":"123","roles":["root"]})

2、修改主配置文件

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/mongod1.conf

security:  #约33行，开启认证功能

keyFile: /usr/bin/kgcrskey1  #指定验证文件路径。！！！注意实例1是kgcrskey1 ；实例2是kgcrskey2；实例3是kgcrskey3

clusterAuthMode: keyFile    #指定验证模式，秘钥文件验证

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/mongod2.conf #依次第2、3、4实例都要添加上面句。！！！注意验证文件路径要修改

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/mongod3.conf

[root@redhat7_6 ~]# vim /etc/mongod4.conf

3、生成秘钥文件

[root@redhat7_6 ~]# cd /usr/bin/

[root@redhat7_6 bin]# echo "kgcrs key" > kgcrskey1

[root@redhat7_6 bin]# echo "kgcrs key" > kgcrskey2

[root@redhat7_6 bin]# echo "kgcrs key" > kgcrskey3

[root@redhat7_6 bin]# echo "kgcrs key" > kgcrskey4

4、更改目录权限

[root@redhat7_6 bin]# chmod 600 kgcrskey{1..4} #复制集对keyFile的权限有要求，最多到600

5、重启实例

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod1 restart

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod2 restart

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod3 restart

[root@redhat7_6 ~]# /etc/init.d/mongodb mongod4 restart

6、访问主节点

7、验证访问

kgcrs:PRIMARY> use admin

kgcrs:PRIMARY> db.auth("root","123")

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