一、MongoDB介紹
1.1 MongoDB簡介
MongoDB是一個開源的文檔數據庫,使用JSON格式存儲和操作數據,具有高度靈活性和可擴展性。MongoDB的數據模型是面向文檔的,這意味着它可以存儲各種類型的數據,如數組、嵌套文檔和二進制數據。MongoDB是一種NoSQL數據庫,不需要使用傳統的表格結構。MongoDB是分佈式的,可以在多臺服務器上部署,支持自動分片,可以實現高可用性和橫向擴展。MongoDB還帶有很多強大的功能,包括聚合框架、索引、MapReduce等,支持多種編程語言和多種平臺。它被廣泛用於Web應用程序、大數據分析和實時數據處理等領域。
1.2 MongoDB特點
-
面向文檔的數據模型:MongoDB是一種面向文檔的數據庫,這意味着它使用文檔來存儲數據,文檔是一個鍵值對集合,是非常靈活的數據模型。
-
分佈式:MongoDB支持分佈式數據存儲,可以將數據分佈在多個服務器上,從而實現更高的可用性和可擴展性。
-
高性能:MongoDB支持高性能讀寫,能夠在海量數據環境下快速響應。
-
強大的查詢語言:MongoDB支持豐富的查詢語言,包括聚合管道、地理空間查詢、全文搜索等,能夠滿足各種查詢需求。
-
靈活的數據模型:MongoDB的文檔的格式非常靈活,沒有固定的架構,可以按照需求進行調整。同時,支持動態添加字段和修改文檔結構。
-
可擴展性:MongoDB非常容易擴展,可以通過水平擴展的方式來增加服務器數量,以滿足不斷增長的數據和請求量。
-
可視化管理工具:MongoDB提供了可視化的管理工具,如MongoDB Compass,使得管理和操作MongoDB數據庫更加方便。
二、MongoDB主從複製介紹
2.1 MongoDB主從複製
MongoDB主從複製是一種數據同步機制,通過該機制可以將一個 MongoDB 實例的數據複製到其他多個實例中,以提高數據的可靠性和可用性。在主從複製中,有一個主節點(也稱爲主服務器),負責接收寫入請求並將數據同步到從節點(也稱爲從服務器)。從節點只能處理讀操作,而不允許寫入操作。
主從複製的核心是複製集(Replica Set),它由多個 MongoDB 實例組成。一個複製集中包括一個主節點和多個從節點。主節點將寫入操作同步到所有的從節點,從節點在收到主節點的更新後,將自己的數據更新爲與主節點一致的狀態,確保數據的一致性。
當主節點出現故障時,從節點可以接替主節點成爲新的主節點,繼續處理寫入請求和同步數據到其他從節點。這種自動切換的機制可以保證系統的高可用性和可靠性。
主從複製還可以通過讀寫分離的方式提高讀寫性能。將讀操作分發到從節點,從而減輕主節點的負載壓力,提高系統的併發處理能力。MongoDB主從複製是一種可靠、高效的數據同步機制,可以幫助用戶保證數據的完整性和可用性。
2.2MongoDB副本集
-
副本集在mongodb中是是一組 mongod保持相同的數據集過程,副本集提供冗餘和高可用性,並且是所有生產部署的基礎。
-
複製提供冗餘並增加數據可用性,在不同數據庫服務器上具有多個數據副本,複製可以提供一個級別的單一數據庫服務器丟失的容錯能力。
-
副本集至少需要3個成員,可以是一主兩從,也可以是一主一從一仲裁節點,如果主節點掛掉,兩個從節點會重新選舉,找到一個從節點,將其提升爲主。
三、本次實踐介紹
3.1 實踐環境規劃
hostname | IP地址 | 系統版本 | MongoDB版本 | 角色 |
---|---|---|---|---|
master | 192.168.3.141 | centos 7.9 | v5.0.21 | 主節點 |
node01 | 192.168.3.142 | centos 7.9 | v5.0.21 | 從節點 |
node02 | 192.168.3.143 | centos 7.9 | v5.0.21 | 從節點 |
3.2 本次實踐簡介
1.本次實踐準備三臺服務器,操作系統爲centos7.9;
2.本次實踐環境爲個人測試環境,生產環境請謹慎;
3.本次實踐主要配置MongoDB主從複製。
四、安裝MongoDB
4.1 安裝說明
-
三臺服務器都需要按照以下步驟安裝MongoDB環境。4.2 配置yum倉庫配置mongodb的yum倉庫
vim /etc/yum.repos.d/mongodb.repo
[mongodb-org]
name=MongoDB Repository
baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/mongodb/yum/el7/
gpgcheck=0
enabled=1
4.3 檢查yum倉庫狀態
檢查yum倉庫各鏡像源狀態
[root@master ~]# yum repolist all |grep enable
base/7/x86_64 CentOS-7 - Base - mirrors.aliyun.com enabled: 10,072
extras/7/x86_64 CentOS-7 - Extras - mirrors.aliyun.com enabled: 518
mongodb-org/7 MongoDB Repository enabled: 337
updates/7/x86_64 CentOS-7 - Updates - mirrors.aliyun.com enabled: 5,176
4.4 安裝MongoDB
直接使用yum安裝mongodb
yum install -y mongodb-org-server mongodb-org
4.5 修改綁定IP
修改/etc/mongod.conf 配置文件中的mongodb服務綁定的IP地址爲0.0.0.0。
vim /etc/mongod.conf
4.6 啓動MongoDB服務
啓動MongoDB服務
systemctl start mongod.service && systemctl enable mongod.service
4.7 檢查MongoDB服務狀態
檢查MongoDB服務狀態
[root@master ~]# systemctl status mongod
● mongod.service - MongoDB Database Server
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/mongod.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Wed 2023-09-13 16:38:48 CST; 44s ago
Docs: https://docs.mongodb.org/manual
Main PID: 1472 (mongod)
CGroup: /system.slice/mongod.service
└─1472 /usr/bin/mongod -f /etc/mongod.conf
Sep 13 16:38:48 master systemd[1]: Started MongoDB Database Server.
Sep 13 16:38:48 master mongod[1472]: {"t":{"$date":"2023-09-13T08:38:48.292Z"},"s":"I", "c":"CONTROL", "id":7484500, "ctx":"-","msg":"Environment variable MONG... to false"}
Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.
4.8 查看MongoDB版本
查看當前安裝的MongoDB版本
[root@master ~]# mongod --version
db version v5.0.21
Build Info: {
"version": "5.0.21",
"gitVersion": "4fad44a858d8ee2d642566fc8872ef410f6534e4",
"openSSLVersion": "OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013",
"modules": [],
"allocator": "tcmalloc",
"environment": {
"distmod": "rhel70",
"distarch": "x86_64",
"target_arch": "x86_64"
}
}
五、master節點配置工作
5.1 進入mongodb數據庫
直接本地進入mongodb
mongo
5.2 創建admin賬號
在mongodb內創建用戶管理員admin賬號
db.createUser({
user: "admin",
pwd: "admin",
roles: [
{role: "userAdminAnyDatabase",db: "admin"}
]
}
)
5.3 創建測試賬號
進入admin數據庫內,使用admin賬號驗證登錄。
> use admin;
switched to db admin
> db.auth("admin", "admin")
1
在在mongodb內創建huawei用戶,用戶角色權限爲“root”。
db.createUser({
user: "huawei",
pwd: "huawei",
roles: [ "root" ]
}
)
5.4 訪問測試數據庫
使用admin賬號連接mongodb
mongo -uadmin -padmin --authenticationDatabase admin
5.5 在主節點創建key文件
在主節點創建key文件
mkdir -p /data/mongodb/
openssl rand -base64 666 > /data/mongodb/mongodb.key
-
在兩個從節點創建目錄
mkdir -p /data/mongodb/
5.5 拷貝key文件
將key文件發送兩個從節點
scp /data/mongodb/mongodb.key [email protected]:/data/mongodb/
scp /data/mongodb/mongodb.key [email protected]:/data/mongodb/
六、所有節點配置工作
6.1 配置說明
-
以下步驟,三個節點都需要執行。
6.2 目錄及文件授權
在三個節點服務器中,執行以下命令,對相關目錄及文件進行授權操作·。
chown mongod:mongod -R /data/mongodb/
chmod 600 /data/mongodb/mongodb.key
6.3 編輯/etc/mongod.conf文件
在三個節點服務器中,編輯/etc/mongod.conf文件。
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /var/log/mongodb/mongod.log
storage:
dbPath: /var/lib/mongo
journal:
enabled: true
processManagement:
fork: true # fork and run in background
pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid # location of pidfile
timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
net:
port: 27017
bindIp: 0.0.0.0 # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
security:
authorization: enabled
keyFile: /data/mongodb/mongodb.key
clusterAuthMode: keyFile
replication:
replSetName: rs0
oplogSizeMB: 5000
6.4 重啓mongodb服務
三個節點服務器,重啓mongodb服務。
systemctl restart mongod
七、配置MongoDB主從
7.1 用戶認證
連接master節點的mongodb。
mongo
使用huawei賬號進行認證
> use admin;
switched to db admin
> db.auth("huawei","huawei")
1
7.2 配置副本集
執行以下命令,配置副本集。
rs.initiate({
_id : "rs0",
members: [
{ _id: 0, host: "192.168.3.141:27017" },
{ _id: 1, host: "192.168.3.142:27017" },
{ _id: 2, host: "192.168.3.143:27017" }
]
})
7.3 主庫查看副本集配置
master主節點,退出mongodb,重新連接後,使用huawei賬號驗證。
-
使用huawei賬號進行認證
use admin;
db.auth("huawei","huawei")
-
查看副本集配置
rs.config()
rs0:PRIMARY> rs.config()
{
"_id" : "rs0",
"version" : 1,
"term" : 1,
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "192.168.3.141:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {
},
"secondaryDelaySecs" : NumberLong(0),
"votes" : 1
},
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.3.142:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {
},
"secondaryDelaySecs" : NumberLong(0),
"votes" : 1
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.3.143:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {
},
"secondaryDelaySecs" : NumberLong(0),
"votes" : 1
}
],
"protocolVersion" : NumberLong(1),
"writeConcernMajorityJournalDefault" : true,
"settings" : {
"chainingAllowed" : true,
"heartbeatIntervalMillis" : 2000,
"heartbeatTimeoutSecs" : 10,
"electionTimeoutMillis" : 10000,
"catchUpTimeoutMillis" : -1,
"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
"getLastErrorModes" : {
},
"getLastErrorDefaults" : {
"w" : 1,
"wtimeout" : 0
},
"replicaSetId" : ObjectId("65018aed22234a6282b793a6")
}
}
7.4 查看副本集狀態
查看副本集狀態
rs0:PRIMARY> rs.status()
{
"set" : "rs0",
"date" : ISODate("2023-09-13T10:18:54.675Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"majorityVoteCount" : 2,
"writeMajorityCount" : 2,
"votingMembersCount" : 3,
"writableVotingMembersCount" : 3,
"optimes" : {
"lastCommittedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"lastCommittedWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"readConcernMajorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"appliedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"durableOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z")
},
"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1694600279, 1),
"electionCandidateMetrics" : {
"lastElectionReason" : "electionTimeout",
"lastElectionDate" : ISODate("2023-09-13T10:12:08.624Z"),
"electionTerm" : NumberLong(1),
"lastCommittedOpTimeAtElection" : {
"ts" : Timestamp(1694599918, 1),
"t" : NumberLong(-1)
},
"lastSeenOpTimeAtElection" : {
"ts" : Timestamp(1694599918, 1),
"t" : NumberLong(-1)
},
"numVotesNeeded" : 2,
"priorityAtElection" : 1,
"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),
"numCatchUpOps" : NumberLong(0),
"newTermStartDate" : ISODate("2023-09-13T10:12:08.987Z"),
"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2023-09-13T10:12:10.491Z")
},
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "192.168.3.141:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 834,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2023-09-13T10:18:49Z"),
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1694599928, 1),
"electionDate" : ISODate("2023-09-13T10:12:08Z"),
"configVersion" : 1,
"configTerm" : 1,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "192.168.3.142:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 416,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2023-09-13T10:18:49Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2023-09-13T10:18:49Z"),
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2023-09-13T10:18:54.667Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2023-09-13T10:18:54.192Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncSourceHost" : "192.168.3.141:27017",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 1,
"configTerm" : 1
},
{
"_id" : 2,
"name" : "192.168.3.143:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 416,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1694600329, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2023-09-13T10:18:49Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2023-09-13T10:18:49Z"),
"lastAppliedWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"lastDurableWallTime" : ISODate("2023-09-13T10:18:49.099Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2023-09-13T10:18:54.667Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2023-09-13T10:18:54.192Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncSourceHost" : "192.168.3.141:27017",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 1,
"configTerm" : 1
}
],
"ok" : 1,
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1694600329, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"TEVJDeHnCzlM41kvfsK8m3GP4L8="),
"keyId" : NumberLong("7278251270563954692")
}
},
"operationTime" : Timestamp(1694600329, 1)
}
7.5 判斷主從節點
“primary” : “192.168.3.141:27017”,顯示192.168.3.141主機爲主節點
rs.isMaster()
s0:PRIMARY> rs.isMaster()
{
"topologyVersion" : {
"processId" : ObjectId("6501894c22234a6282b7934f"),
"counter" : NumberLong(6)
},
"hosts" : [
"192.168.3.141:27017",
"192.168.3.142:27017",
"192.168.3.143:27017"
],
"setName" : "rs0",
"setVersion" : 1,
"ismaster" : true,
"secondary" : false,
"primary" : "192.168.3.141:27017",
"me" : "192.168.3.141:27017",
"electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000001"),
"lastWrite" : {
"opTime" : {
"ts" : Timestamp(1694600459, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"lastWriteDate" : ISODate("2023-09-13T10:20:59Z"),
"majorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1694600459, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"majorityWriteDate" : ISODate("2023-09-13T10:20:59Z")
},
"maxBsonObjectSize" : 16777216,
"maxMessageSizeBytes" : 48000000,
"maxWriteBatchSize" : 100000,
"localTime" : ISODate("2023-09-13T10:21:02.808Z"),
"logicalSessionTimeoutMinutes" : 30,
"connectionId" : 15,
"minWireVersion" : 0,
"maxWireVersion" : 13,
"readOnly" : false,
"ok" : 1,
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1694600459, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"K6fiimpJmajEAl5G2IovptISfL4="),
"keyId" : NumberLong("7278251270563954692")
}
},
"operationTime" : Timestamp(1694600459, 1)
}
八、測試MongoDB主從切換
8.1 停止主庫的mongodb服務
停止主庫的mongodb服務
systemctl stop mongod.service
8.2 查看從庫狀態
其他從節點登錄mongodb,查看mongodb的角色,發現node01節點已經切換爲主庫。
mongo
MongoDB數據庫之主從複製配置實戰
https://mp.weixin.qq.com/s/PS_yPjuyy-HiH8hw4ytU_Q