MongoDB（五）-- 副本集（replica Set）

本文轉載自查看原文 2017-07-24 22:27 3896 MongoDB/ 副本集/ mongodb

一、副本集介紹

　　搭建副本集是為了實現mongodb高可用。

　　Mongodb(M)表示主節點，Mongodb(S)表示備節點，Mongodb(A)表示仲裁節點。主備節點存儲數據，仲裁節點不存儲數據。客戶端同時連接主節點與備節點，不連接仲裁節點。

　　仲裁節點是一種特殊的節點，它本身並不存儲數據，主要的作用是決定哪一個備節點在主節點掛掉之后提升為主節點，所以客戶端不需要連接此節點。

　　在MongoDB副本集中，主節點負責處理客戶端的讀寫請求，備份節點則負責映射主節點的數據。

　　備份節點的工作原理過程可以大致描述為，備份節點定期輪詢主節點上的數據操作，然后對自己的數據副本進行這些操作，從而保證跟主節點的數據同步。至於主節點上的所有 數據庫狀態改變 的操作，都會存放在一張特定的系統表中。備份節點則是根據這些數據進行自己的數據更新。

　　上面提到的 數據庫狀態改變 的操作，稱為oplog（operation log，主節點操作記錄）。oplog存儲在local數據庫的"oplog.rs"表中。副本集中備份節點異步的從主節點同步oplog，然后重新執行它記錄的操作，以此達到了數據同步的作用。

Oplog注意點：

　　Oplog的大小是固定的，當集合被填滿的時候，新的插入的文檔會覆蓋老的文檔。

　　Oplog同步數據

　　初始化：這個過程發生在當副本集中創建一個新的數據庫或其中某個節點剛從宕機中恢復，或者向副本集中添加新的成員的時候，默認的，副本集中的節點會從離它最近的節點復制oplog來同步數據，這個最近的節點可以是primary也可以是擁有最新oplog副本的secondary節點。

二、搭建有仲裁節點的副本集

1.進入到/usr/java中，新建mongodbRepliSet文件夾，然后在 mongodbRepliSet 文件夾中新建 3個節點，先 mkdir node1。

2.進入到 node1中，新建 data 和 log文件夾，即 mkdir data log，然后進入到 data中，mkdir db。

3.拷貝mongodb的配置文件到 node1中，

　cp /usr/java/mongoNode/mongodb.conf /usr/java/mongodbRepliSet/node1/mongodb.conf

4.修改配置文件，vim mongodb.conf

dbpath=/usr/java/mongodbRepliSet/node1/data//db
logpath=/usr/java/mongodbRepliSet/node1/log/mongodb.log
logappend=true
fork=true
bind_ip=192.168.80.128
port=27017
replSet=JoeSet   # 3個節點的這個配置要一樣，表示在一個副本集中

5.拷貝 node1 整個文件夾，名為 node2 和 node3

cp -r node1 node2

cp -r node1 node3

6.修改 node2 和 node3 文件夾中的mongodb.conf，修改 dbpath、logpath 和 port（27018、27019）。

7.配置臨時的環境變量，export PATH=/usr/java/mongodb/bin:$PATH

8.查看臨時的環境變量是否配置成功：echo $PATH

9.啟動3個節點，分別進入 node1 node2和node3中，以配置文件方式啟動：mongod --config mongodb.conf

10.客戶端連接node1，mongo --host 192.168.80.128 --port 27017

11.上述配置沒有指定哪一個是master、slave、仲裁節點，所以需要執行下副本集的初始化，執行：

rs.initiate({"_id":"JoeSet",members:[{"_id":1,"host":"192.168.80.128:27017",priority:3},{"_id":2,"host":"192.168.80.128:27018", priority:9},{"_id":3,"host":"192.168.80.128:27019",arbiterOnly:true}]})。

"_id": 副本集的名稱
"members": 副本集的服務器列表
"_id": 服務器的唯一ID
"host": 服務器主機
"priority": 是優先級，默認為1，優先級0為被動節點，不能成為活躍節點。優先級不位0則按照有大到小選出活躍節點。
"arbiterOnly": 仲裁節點，只參與投票，不接收數據，也不能成為活躍節點。

　執行完初始化命令后，會變為上圖所示。

　注意，可能出現的錯誤：

> rs.initiate({"_id":"JoeSet",members:[{"_id":1,"host":"192.168.80.128:27017",priority:3},{"_id":2,"host":"192.168.80.128:27018", priority:9},{"_id":4,"host":"192.168.80.128:27019",arbiterOnly:true}]})
{
    "ok" : 0,
    "errmsg" : "This node, 192.168.80.128:27019, with _id 4 is not electable under the new configuration version 1 for replica set JoeSet",
    "code" : 93
}

錯誤原因，是因為客戶端連接了 27019，而27019 又是仲裁節點，所以出現了這個錯誤。解決方法，客戶端連接其他節點，不連接設置為仲裁的節點。

12.執行：rs.status()，查看狀態。

 1 JoeSet:OTHER> rs.status()
 2 {
 3     "set" : "JoeSet",
 4     "date" : ISODate("2017-07-26T22:09:44.940Z"),
 5     "myState" : 2,
 6     "members" : [
 7         {
 8             "_id" : 1,
 9             "name" : "192.168.80.128:27017",
10             "health" : 1,
11             "state" : 2,
12             "stateStr" : "SECONDARY",　　　　　　　　# SECONDARY 表示從節點 13             "uptime" : 38,
14             "optime" : Timestamp(1501106974, 1),
15             "optimeDate" : ISODate("2017-07-26T22:09:34Z"),
16             "configVersion" : 1,
17             "self" : true
18         },
19         {
20             "_id" : 2,
21             "name" : "192.168.80.128:27018",
22             "health" : 1,
23             "state" : 1,
24             "stateStr" : "PRIMARY",　　　　　　　　# PRIMARY 表示主節點 25             "uptime" : 10,
26             "optime" : Timestamp(1501106974, 1),
27             "optimeDate" : ISODate("2017-07-26T22:09:34Z"),
28             "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-26T22:09:44.560Z"),
29             "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-26T22:09:44.579Z"),
30             "pingMs" : 1,
31             "electionTime" : Timestamp(1501106981, 1),
32             "electionDate" : ISODate("2017-07-26T22:09:41Z"),
33             "configVersion" : 1
34         },
35         {
36             "_id" : 3,
37             "name" : "192.168.80.128:27019",
38             "health" : 1,
39             "state" : 7,
40             "stateStr" : "ARBITER",　　　　　　　　# ARBITER 表示仲裁節點 41             "uptime" : 10,
42             "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-26T22:09:44.559Z"),
43             "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-26T22:09:44.585Z"),
44             "pingMs" : 0,
45             "configVersion" : 1
46         }
47     ],
48     "ok" : 1
49 }

13.為了驗證副本集搭建成功，我們在node2（主節點）中插入幾條數據，然后在 node1 （從節點）中查看，因為上面配置了 node2 為主節點， node1為從節點，node3為仲裁節點。

　1) 在node2中：

JoeSet:PRIMARY> show dbs
local  0.078GB
JoeSet:PRIMARY> use testdb
switched to db testdb
JoeSet:PRIMARY> db.createCollection("testCon")
{ "ok" : 1 }
JoeSet:PRIMARY> show collections
system.indexes
testCon
JoeSet:PRIMARY> for(var i=0; i<3;i++) db.testCon.insert({name:"Joe",index:i})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
JoeSet:PRIMARY> db.testCon.find()
{ "_id" : ObjectId("597a553d7db09ad9f77f1353"), "name" : "Joe", "index" : 0 }
{ "_id" : ObjectId("597a553d7db09ad9f77f1354"), "name" : "Joe", "index" : 1 }
{ "_id" : ObjectId("597a553d7db09ad9f77f1355"), "name" : "Joe", "index" : 2 }

　2) 在node1中：

JoeSet:SECONDARY> show dbs
2017-07-27T14:06:14.672-0700 E QUERY    Error: listDatabases failed:{ "note" : "from execCommand", "ok" : 0, "errmsg" : "not master" }
    at Error (<anonymous>)
    at Mongo.getDBs (src/mongo/shell/mongo.js:47:15)
    at shellHelper.show (src/mongo/shell/utils.js:630:33)
    at shellHelper (src/mongo/shell/utils.js:524:36)
    at (shellhelp2):1:1 at src/mongo/shell/mongo.js:47
JoeSet:SECONDARY> rs.slaveOk()
JoeSet:SECONDARY> show dbs
local   0.078GB
testdb  0.078GB
JoeSet:SECONDARY> use testdb
switched to db testdb
JoeSet:SECONDARY> show collections
system.indexes
testCon
JoeSet:SECONDARY> db.testCon.find()
{ "_id" : ObjectId("597a553d7db09ad9f77f1353"), "name" : "Joe", "index" : 0 }
{ "_id" : ObjectId("597a553d7db09ad9f77f1354"), "name" : "Joe", "index" : 1 }
{ "_id" : ObjectId("597a553d7db09ad9f77f1355"), "name" : "Joe", "index" : 2 }

　　在node1（從節點）中可以查看到 node2（主節點）插入的數據，說明副本集搭建成功。

　　注意：從節點中是不允許執行寫操作的。

三、模擬主節點故障及恢復

　1) 模擬node2（主節點）掛了，kiil 掉node2（主節點）的進程

　2) 客戶端連接 node1（從節點）：mongo --host 192.168.80.128 --port 27017

JoeSet:PRIMARY> rs.status()
{
    "set" : "JoeSet",
    "date" : ISODate("2017-07-27T21:20:45.629Z"),
    "myState" : 1,
    "members" : [
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.80.128:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 4209,
            "optime" : Timestamp(1501189437, 10),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T21:03:57Z"),
            "electionTime" : Timestamp(1501190187, 1),
            "electionDate" : ISODate("2017-07-27T21:16:27Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.80.128:27018",
            "health" : 0,
            "state" : 8,
            "stateStr" : "(not reachable/healthy)",
            "uptime" : 0,
            "optime" : Timestamp(0, 0),
            "optimeDate" : ISODate("1970-01-01T00:00:00Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T21:20:43.773Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T21:16:24.292Z"),
            "pingMs" : 1,
            "lastHeartbeatMessage" : "Failed attempt to connect to 192.168.80.128:27018; couldn't connect to server 192.168.80.128:27018 (192.168.80.128), connection attempt failed",
            "configVersion" : -1
        },
        {
            "_id" : 3,
            "name" : "192.168.80.128:27019",
            "health" : 1,
            "state" : 7,
            "stateStr" : "ARBITER",
            "uptime" : 4191,
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T21:20:45.475Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T21:20:44.876Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1
}

　　發現原來的從節點（node1）變為了主節點，而原來的主節點顯示的狀態是不可達、不健康的。這對於整個副本集的使用是沒有影響的。

　3) 重新啟動node2，即原來的主節點。如果啟動node2失敗，就刪除掉 db文件夾下的mongod.lock文件。

　4) 客戶端連接node1，mongo --host 192.168.80.128 --port 27017，發現node2 重新啟動后，node1 又變為從節點，而 node2又變為原來的主節點，這是因為仲裁節點和設置的優先級的原因。

JoeSet:SECONDARY> rs.status()
{
    "set" : "JoeSet",
    "date" : ISODate("2017-07-27T21:31:06.197Z"),
    "myState" : 2,
    "members" : [
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.80.128:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 4830,
            "optime" : Timestamp(1501189437, 10),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T21:03:57Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.80.128:27018",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 87,
            "optime" : Timestamp(1501189437, 10),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T21:03:57Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T21:31:05.209Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T21:31:05.506Z"),
            "pingMs" : 0,
            "electionTime" : Timestamp(1501190981, 1),
            "electionDate" : ISODate("2017-07-27T21:29:41Z"),
            "configVersion" : 1
        },
        {
            "_id" : 3,
            "name" : "192.168.80.128:27019",
            "health" : 1,
            "state" : 7,
            "stateStr" : "ARBITER",
            "uptime" : 4811,
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T21:31:06.085Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T21:31:05.633Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1
}

　　當仲裁節點掛掉后，達不到高可用了，即當主節點掛了后，從節點在沒有仲裁節點的情況下，不會切換為主節點了。所以，推薦使用沒有仲裁節點的副本集，如下。

四、搭建沒有仲裁節點的副本集，推薦使用

1.復制node1 為 node6、node7、node8：

　cp -r node1 node6

　cp -r node1 node7

　cp -r node1 node8

2.清空node6、node7、node8的db文件夾和 log 文件夾

rm -rf data/db/*

　rm -rf log/*

3.修改node6、node7、node8 的datapath、logpath和port、replSet

　node6 的port 為 27021，node7 的port 為 27022，node8 的port 為 27023，replSet 為 XbqSet

4.啟動三個節點，分別進入對應的node文件夾中：

　mongod --config mongodb.conf

5.連接node6節點（27021）：mongo --host 192.168.80.128 --port 27021

6.執行初始化命令：rs.initiate({"_id":"XbqSet",members:[{"_id":1,"host":"192.168.80.128:27021"},{"_id":2,"host":"192.168.80.128:27022"},{"_id":3,"host":"192.168.80.128:27023" }]})

7.查看狀態，發現有一個主節點，兩個從節點。

XbqSet:PRIMARY> rs.status()
{
    "set" : "XbqSet",
    "date" : ISODate("2017-07-27T22:02:28.188Z"),
    "myState" : 1,
    "members" : [
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.80.128:27021",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 483,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "electionTime" : Timestamp(1501192876, 1),
            "electionDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:16Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.80.128:27022",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 75,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T22:02:26.973Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T22:02:26.973Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 1
        },
        {
            "_id" : 3,
            "name" : "192.168.80.128:27023",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 75,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T22:02:26.973Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T22:02:26.973Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1
}

8.kill 掉node6，即端口 27021

9.然后連接到node7上：mongo --host 192.168.80.128 --port 27022，查看狀態，發現node7為從節點，node8為主節點了，原來的node6 不可達、不健康的。

XbqSet:SECONDARY> rs.status()
{
    "set" : "XbqSet",
    "date" : ISODate("2017-07-27T22:08:24.894Z"),
    "myState" : 2,
    "members" : [
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.80.128:27021",
            "health" : 0,
            "state" : 8,
            "stateStr" : "(not reachable/healthy)",
            "uptime" : 0,
            "optime" : Timestamp(0, 0),
            "optimeDate" : ISODate("1970-01-01T00:00:00Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T22:08:23.748Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T22:07:43.464Z"),
            "pingMs" : 0,
            "lastHeartbeatMessage" : "Failed attempt to connect to 192.168.80.128:27021; couldn't connect to server 192.168.80.128:27021 (192.168.80.128), connection attempt failed",
            "configVersion" : -1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.80.128:27022",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 833,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 3,
            "name" : "192.168.80.128:27023",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 431,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T22:08:23.409Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T22:08:23.521Z"),
            "pingMs" : 0,
            "electionTime" : Timestamp(1501193266, 1),
            "electionDate" : ISODate("2017-07-27T22:07:46Z"),
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1
}

10.重新啟動node6：mongod --config mongodb.conf

11.繼續連接node7：mongo --host 192.168.80.128 --port 27022，查看狀態，原來的node6 變為了從節點。

XbqSet:SECONDARY> rs.status()
{
    "set" : "XbqSet",
    "date" : ISODate("2017-07-27T22:12:41.275Z"),
    "myState" : 2,
    "members" : [
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.80.128:27021",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 54,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T22:12:40.382Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T22:12:41.213Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.80.128:27022",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 1090,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 3,
            "name" : "192.168.80.128:27023",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 688,
            "optime" : Timestamp(1501192872, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-27T22:01:12Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-27T22:12:39.673Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-27T22:12:39.820Z"),
            "pingMs" : 0,
            "electionTime" : Timestamp(1501193266, 1),
            "electionDate" : ISODate("2017-07-27T22:07:46Z"),
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1
}

五、增加、刪除節點

1.cp -r node8 node10，修改node10的datapath、logpath的port，並將port 改為 27024，啟動 node10。

2.進入到主節點中，mongo --host 192.168.80.128 --port 27023，一定要在主節點中進行操作。

3.增加節點：rs.add(“192.168.80.128:27024”)

XbqSet:PRIMARY> rs.add("192.168.80.128:27024")
{ "ok" : 1 }

4.查看狀態，rs.status()，發現新增加的節點為從節點，即 SECONDARY。

XbqSet:PRIMARY> rs.status()
{
    "set" : "XbqSet",
    "date" : ISODate("2017-07-29T14:31:44.872Z"),
    "myState" : 1,
    "members" : [
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.80.128:27021",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 630,
            "optime" : Timestamp(1501338697, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-29T14:31:37Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-29T14:31:43.555Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-29T14:31:43.457Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 2
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.80.128:27022",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 1854,
            "optime" : Timestamp(1501338697, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-29T14:31:37Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-29T14:31:43.555Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-29T14:31:43.186Z"),
            "pingMs" : 0,
            "configVersion" : 2
        },
        {
            "_id" : 3,
            "name" : "192.168.80.128:27023",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 1953,
            "optime" : Timestamp(1501338697, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-29T14:31:37Z"),
            "electionTime" : Timestamp(1501338022, 1),
            "electionDate" : ISODate("2017-07-29T14:20:22Z"),
            "configVersion" : 2,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 4,
            "name" : "192.168.80.128:27024",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 7,
            "optime" : Timestamp(1501338697, 1),
            "optimeDate" : ISODate("2017-07-29T14:31:37Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2017-07-29T14:31:43.566Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-07-29T14:31:43.579Z"),
            "pingMs" : 6,
            "configVersion" : 2
        }
    ],
    "ok" : 1
}

5.刪除節點：rs.remove(hostportstr)

XbqSet:PRIMARY> rs.remove("192.168.80.128:27024")
{ "ok" : 1 }

查看狀態，發現端口為27024的節點沒有了。

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