安装搭建MongoDB及配置副本集

一、什么是MongoDB的副本集

简介

（1）冗余和数据可用性

（2）MongoDB中的复制

（3）主从复制和副本集区别

二、副本集的架构

三、副本集的成员

四、部署副本集

1、节点划分

2、安装MongoDB

2.1、下载解压安装包

3、创建主节点

3.1、创建存储数据和日志的目录

3.2、新建配置文件

3.3、启动节点服务

4、创建副本节点

4.1、创建存储数据和日志的目录

4.2、新建配置文件

4.3、启动节点服务

5、创建仲裁节点

5.1、创建存储数据和日志的目录

5.3、启动节点服务

配置system启动服务

6、添加环境变量

7、初始化副本集

7.1、客户端连接主节点

7.2、初始化副本集

8、查看副本集信息

8.1、查看副本集的配置内容

8.2、查看集群状态

9、添加副本节点和仲裁节点

10、再次查看副本集配置信息

11、设置SECONDARY副本节点可读

五、测试副本集的数据读写操作

1、主节点测试

2、副本节点测试

2.1、设置副本节点只能作为备份不能读取

3、仲裁节点不存放任何数据

六、主节点的选举原则

1、主节点选举触发条件

2、选举规则

七、集群故障分析

1、主节点故障

2、副本节点故障

3、仲裁节点故障

4、主节点和仲裁节点故障

5、从节点和仲裁节点故障

6、主节点和从节点故障

7、所有节点故障

一、什么是MongoDB的副本集

简介

MongoDB 中的副本集（Replica Sets）是一组维护相同数据集的MongoDB服务。副本集可提供冗余和高可用性，是所有生产部署的基础。

也可以说，副本集类似于有自动故障恢复功能的主从集群。通俗的讲就是用多台机器进行同一数据的异步同步，从而使多台及其拥有同一数据的多个副本，并且当主库宕掉时在不需要用户干预的情况下自动切换其他服务器做主库。而且还可以利用副本服务器做只读服务器，实现读写分离，提高负载。

（1）冗余和数据可用性

复制提供冗余并提高数据可用性。通过在不同数据库服务器上提供多个数据副本，复制可提供一定级别的容错功能，以防止丢失单个数据库服务器。

（2）MongoDB中的复制

副本集是一组维护相同数据集的MongoDB实例。副本集包含多个数据承载节点和可选的一个仲裁节点。在承载数据的节点中，一个且仅一个成员被视为主节点，而且他节点被视为次要（从）节点。

主节点接受所有读写操作。副本集只能由一个主要能够具有{w: “most”}写入关注的写入；虽然在某些情况下，另一个MongoDB实例可能暂时认为自己也是主要的。主要记录其操作日志中的数据集的所有更改，即oplog。

（3）主从复制和副本集区别

主从集群和副本集最大的区别就是副本集没有固定的“主节点”；整个集群会选出一个“主节点”，当其宕掉后，又在剩下的从节点中选中其他节点为“主节点”，副本集总有一个活跃点（主、primary）和一个或多个备份节点（从、secondary）。

二、副本集的架构

一个副本集最多有50个节点。一个副本集最多有7个投票节点，其余节点必须是没有投票权的节点。

副本集的最小推荐配置是三个节点：

一个主节点和两个从节点。
一个主节点、一个从节点和仲裁节点。

三、副本集的成员

副本集有两种类型三种角色

两种类型
- 主节点(Primary)类型：数据操作的主要连接点，可读写
- 次要（辅助、从）节点(Secondaries)类型：数据冗余备份节点，可以读或选举
三种角色
- 主要成员（Primary）：主要接收所有写操作。就是主节点。
- 副本成员（Replicate）：从主节点通过复制操作以维护相同的数据集，即备份数据，不可写操作，但可以读操作（但需要配置）。是默认的一种从节点类型
- 仲裁者（Arbiter）：不保留任何数据的副本，只具有投票选举作用，当然也可以将仲裁服务器维护为副本集的一部分，即副本成员同时也可以是仲裁者。也是一种从节点类型。
建议
- 如果你的副本+主节点的个数是偶数，建议加一个仲裁者，形成奇数，容易满足大多数的投票。
- 如果你的副本+主节点的个数是奇数，可以不加仲裁者。

四、部署副本集

1、节点划分

由于测试使用一台机器上部署三个mongodb节点，生产环境需要两到三台机器

端口	角色
27017	主节点
27018	副本节点
27019	仲裁节点

2、安装MongoDB

2.1、下载解压安装包

官方安装包获取地址：Download MongoDB Community Server | MongoDB

wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.29.tgz
tar xzvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.29.tgz -C /usr/local
cd /usr/local/
ln -s /usr/local/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.29 /usr/local/mongodb

3、创建主节点

3.1、创建存储数据和日志的目录

mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/data/db

3.2、新建配置文件

vim /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/mongod.conf

systemLog:
    destination: file
    path: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/log/mongod.log"
    logAppend: true
storage:
    dbPath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/data/db"
    journal:
    # 启用持久性日志
        enabled: true
processManagement:
    fork: true
    pidFilePath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/log/mongod.pid"
net:
    bindIp: localhost,192.168.95.195
    port: 27017
replication:
    replSetName: mongors

3.3、启动节点服务

[root@localhost local]# /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27017/mongod.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 37112
child process started successfully, parent exiting

4、创建副本节点

4.1、创建存储数据和日志的目录

mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/data/db

4.2、新建配置文件

vim /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/mongod.conf

systemLog:
    destination: file
    path: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/log/mongod.log"
    logAppend: true
storage:
    dbPath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/data/db"
    journal:
        enabled: true
processManagement:
    fork: true
    pidFilePath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/log/mongod.pid"
net:
    bindIp:  localhost,192.168.95.195
    port: 27018
replication:
    replSetName: mongors

4.3、启动节点服务

[root@localhost ~]# /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27018/mongod.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 38263
child process started successfully, parent exiting

5、创建仲裁节点

5.1、创建存储数据和日志的目录

mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/data/db

5.2、创建配置文件

vim /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/mongod.conf

systemLog:
    destination: file
    path: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/log/mongod.log"
    logAppend: true
storage:
    dbPath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/data/db"
    journal:
    # 启用持久性日志
        enabled: true
processManagement:
    fork: true
    pidFilePath: "/usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/log/mongod.pid"
net:
    bindIp:  localhost,192.168.95.195
    port: 27019
replication:
    replSetName: myrs

5.3、启动节点服务

[root@localhost ~]# /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/replica_sets/mongors_27019/mongod.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 38314
child process started successfully, parent exiting

配置mongodb system启动服务

以上节点启动可制作systemctl start mongodb.service可以参考以下文章链接
mongodb设置system开机自启_mongodb开机自启动-CSDN博客

6、添加环境变量

vim /etc/profile

export PATH=/usr/local/mongodb/bin/:$PATH

source /etc/profile

[root@localhost ~]# which mongo
/usr/local/mongodb/bin/mongo

7、初始化副本集

7.1、客户端连接主节点

mongo --host 192.168.95.195 --port=27017

7.2、初始化副本集

当前并未选举主节点（primary），并且操作没有设置为允许从辅助节点（secondary）上读取。

所以很多命令无法使用，必须初始化副本集

> show dbs
uncaught exception: Error: listDatabases failed:{
        "topologyVersion" : {
                "processId" : ObjectId("692f9e56d74e94faba5875bc"),
                "counter" : NumberLong(0)
        },
        "ok" : 0,
        "errmsg" : "not master and slaveOk=false",
        "code" : 13435,
        "codeName" : "NotPrimaryNoSecondaryOk"
} :
_getErrorWithCode@src/mongo/shell/utils.js:25:13
Mongo.prototype.getDBs/<@src/mongo/shell/mongo.js:147:19
Mongo.prototype.getDBs@src/mongo/shell/mongo.js:99:12
shellHelper.show@src/mongo/shell/utils.js:937:13
shellHelper@src/mongo/shell/utils.js:819:15
@(shellhelp2):1:1

初始化副本集

双击回车，成为主节点（一次回车→SECONDARY，两次回车→PRIMARY）

执行结果：

> rs.initiate()
{
        "info2" : "no configuration specified. Using a default configuration for the set",
        "me" : "192.168.95.195:27017",
        "ok" : 1
}
mongors:SECONDARY>
mongors:PRIMARY>
mongors:PRIMARY>
mongors:PRIMARY>

"ok"的值为1，说明创建成功。

命令行提示符发生变化，变成了一个从节点角色，此时默认不能读写。

稍等片刻，发现副本集只有自己一个，变成主节点。