架構實戰項目心得（六）：後臺服務nosql數據庫mongodb

一、架構介紹
        mongodb有幾種部署方式，這裏採用的是副本集架構（Replica Set）。
        爲了防止單點故障就需要引副本（Replication），當發生硬件故障或者其它原因造成的宕機時，可以使用副本進行恢復，最好能夠自動的故障轉移（failover）。有時引入副本是爲了讀寫分離，將讀的請求分流到副本上，減輕主（Primary）的讀壓力。而Mongodb的Replica Set都能滿足這些要求。
        Replica Set的一堆mongod的實例集合，它們有着同樣的數據內容。包含三類角色：
        主節點（Primary）：接收所有的寫請求，然後把修改同步到所有Secondary。一個Replica Set只能有一個Primary節點，當Primary掛掉後，其他Secondary或者Arbiter節點會重新選舉出來一個主節點。默認讀請求也是發到Primary節點處理的，需要轉發到Secondary需要客戶端修改一下連接配置。
        副本節點（Secondary）：與主節點保持同樣的數據集。當主節點掛掉的時候，參與選主。
        仲裁者（Arbiter）：不保有數據，不參與選主，只進行選主投票。使用Arbiter可以減輕數據存儲的硬件需求，Arbiter跑起來幾乎沒什麼大的硬件資源需求，但重要的一點是，在生產環境下它和其他數據節點不要部署在同一臺機器上。
注意，一個自動failover的Replica Set節點數必須爲奇數，目的是選主投票的時候要有一個大多數才能進行選主決策。
     
        由圖可以看到客戶端連接到整個副本集，不關心具體哪一臺機器是否掛掉。主服務器負責整個副本集的讀寫，副本集定期同步數據備份，一但主節點掛掉，副本節點就會選舉一個新的主服務器，這一切對於應用服務器不需要關心。我們看一下主服務器掛掉後的架構：
 
        副本集中的副本節點在主節點掛掉後通過心跳機制檢測到後，就會在集羣內發起主節點的選舉機制，自動選舉一位新的主服務器。

二、安裝部署
    選擇三臺服務器：10.211.55.7（主節點）   10.211.55.8（副本節點）  10.211.55.9（副本節點）
    下載mongodb：wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-3.4.7.tgz
    解壓到：/data/program/software
    文件夾重命名爲mongodb
    進入mongodb目錄：cd /data/program/software/mongodb
    新建兩個文件夾：mkdir db
                mkdir logs
    進入bin目錄cd /data/program/software/mongodb/bin
    新建配置文件：touch mongodb.conf
              dbpath=/data/program/software/mongodb/db
              logpath=/data/program/software/mongodb/logs/mongodb.log
              port=27017
              fork=true
              nohttpinterface=true

    分別三臺服務器上啓動mongodb：

              /data/program/software/mongodb/bin/mongod --replSet repset -f                

             /data/program/software/mongodb/bin/mongodb.conf

    各個服務器查看，都已經啓動：
            [root@bigdata3 bin]# ps -ef|grep mongodb

         root      2574     1  1 22:09 ?   00:00:00 /data/program/software/mongodb/bin/mongod --replSet repset -f /data/program/software/mongodb/bin/mongodb.conf

    PS：如果啓動遇到問題，一般是openssl的問題（沒有依賴libcrypto.so.10）：

            yum install openssl-devel

    在三臺機器上任意一臺機器登陸mongodb：
            /data/program/software/mongodb/bin/mongo
    使用admin數據庫
            use admin
    定義副本集配置變量，這裏的_id:”repset”和上面命令參數--replSet repset保持一致
  config = { _id:"repset", members:[{_id:0,host:"10.211.55.7:27017"},{_id:1,host:"10.211.55.8:27017"},{_id:2,host:"10.211.55.9:27017"}]}
初始化副本集羣：

rs.initiate(config);

 表示成功
查看集羣節點的狀態：
 rs.status();
如下結果：
{
 "set" : "repset",
 "date" : ISODate("2017-09-21T14:30:17.190Z"),
 "myState" : 1,
 "term" : NumberLong(1),
 "heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
 "optimes" : {
  "lastCommittedOpTime" : {
   "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
   "t" : NumberLong(1)
  },
  "appliedOpTime" : {
   "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
   "t" : NumberLong(1)
  },
  "durableOpTime" : {
   "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
   "t" : NumberLong(1)
  }
 },
 "members" : [
  {
   "_id" : 0,
   "name" : "10.211.55.7:27017",
   "health" : 1,
   "state" : 2,
   "stateStr" : "SECONDARY",
   "uptime" : 111,
   "optime" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDurable" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "optimeDurableDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "lastHeartbeat" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.070Z"),
   "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.887Z"),
   "pingMs" : NumberLong(0),
   "syncingTo" : "10.211.55.9:27017",
   "configVersion" : 1
  },
  {
   "_id" : 1,
   "name" : "10.211.55.8:27017",
   "health" : 1,
   "state" : 2,
   "stateStr" : "SECONDARY",
   "uptime" : 111,
   "optime" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDurable" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "optimeDurableDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "lastHeartbeat" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.070Z"),
   "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.877Z"),
   "pingMs" : NumberLong(0),
   "syncingTo" : "10.211.55.9:27017",
   "configVersion" : 1
  },
  {
   "_id" : 2,
   "name" : "10.211.55.9:27017",
   "health" : 1,
   "state" : 1,
   "stateStr" : "PRIMARY",
   "uptime" : 163,
   "optime" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "infoMessage" : "could not find member to sync from",
   "electionTime" : Timestamp(1506004115, 1),
   "electionDate" : ISODate("2017-09-21T14:28:35Z"),
   "configVersion" : 1,
   "self" : true
  }
 ],
 "ok" : 1
}
三、測試集羣功能
    主節點連接到終端：
            mongo 127.0.0.1
    連接test數據庫：
            use test；
    往testdb表裏插入數據
            db.testdb.insert({"test1":"testval1"})
    在副本節點連接查詢：
            ./mongo 10.211.55.7:27107
    使用test數據庫：user test;
    查詢表格：show tables;
    報錯如下：
 
    mongodb默認是從主節點讀寫數據，副本節點上不允許讀，設置副本節點可讀。
            db.getMongo().setSlaveOk();
    然後就可以查詢複製過來的數據了
            repset:SECONDARY> db.testdb.find();
            { "_id" : ObjectId("59c3cf8bf21850357d5392ba"), "test1" : "testval1" }

    測試集羣恢復功能，去停掉主節點：
    然後查看節點狀態，發現7和8中有一臺變爲了PRIMARY，然後再啓動主節點觀察狀態。