一、Mongodb集群模式

1、三种集群介绍

MongoDB有三种集群部署模式，分别为主从复制（Master-Slaver）、副本集（Replica Set）和分片（Sharding）模式。

1、Master-Slaver 是一种主从副本的模式，目前已经不推荐使用。
2、Replica Set 模式取代了 Master-Slaver 模式，是一种互为主从的关系。Replica Set 将数据复制多份保存，不同服务器保存同一份数据，在出现故障时自动切换，实现故障转移，在实际生产中非常实用。
3、Sharding 模式适合处理大量数据，它将数据分开存储，不同服务器保存不同的数据，所有服务器数据的总和即为整个数据集。

总结：Sharding 模式追求的是高性能，而且是三种集群中最复杂的。在实际生产环境中，通常将 Replica Set 和 Sharding 两种技术结合使用。

2、副本集角色介绍

1、主要要成员（Primary）：主要接收所有写操作。就是主节点。
2、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。
3、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。

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二、Mongodb集群部署

2.1、环境信息

主机IP	操作系统	CPU架构	节点角色	节点说明	文件描述符
192.168.1.191	Centos7.6	x86_64	primary	主节点	65535
192.168.1.192	Centos7.6	x86_64	secondary	从节点	65535
192.168.1.193	Centos7.6	x86_64	arbiter	仲裁节点	65535

说明：由于业务需要，mongodb的最大连接数需要设置为20000，由于系统默认的文件描述符为1024，所以这里都统一设置为65535。

具体设置方式如下所示：

#1、临时生效
ulimit -n 65535

#2、永久生效
echo "* soft nofile 65535" >>/etc/security/limits.conf
echo "* hard nofile 65535" >>/etc/security/limits.conf
echo "* soft nproc 65535" >>/etc/security/limits.d/20-nproc.conf
echo "* hard nproc 65535" >>/etc/security/limits.conf

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2.2、安装包及配置文件准备

官方下载MongoDB4.4.8二进制安装包
官方下载mongodb-database-tools二进制安装包

说明：建议mongodb的服务安装目录、数据目录、日志目录都放在磁盘空间最大目录下。

说明：只需在主节点上（192.168.1.191）主机上操作。

1、下载二进制安装包（假设/data磁盘空间最大）

#1、安装二进制服务包
[root@localhost ~]# mkdir -pv /data/pkgs && cd /data/pkgs 
[root@localhost pkgs]# wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.8.tgz
[root@localhost pkgs]# tar axf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.8.tgz
[root@localhost pkgs]# mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.8 mongodb
[root@localhost pkgs]# ll mongodb
drwxr-xr-x 2 root root    231 12月  2 14:52 bin
-rw-r--r-- 1 root root  30608 9月  29 23:36 LICENSE-Community.txt
-rw-r--r-- 1 root root  16726 9月  29 23:36 MPL-2
-rw-r--r-- 1 root root   2581 9月  29 23:37 README
-rw-r--r-- 1 root root  75405 9月  29 23:37 THIRD-PARTY-NOTICES
-rw-r--r-- 1 root root 183512 9月  29 23:38 THIRD-PARTY-NOTICES.gotools

#2、安装Database Tools工具
# 说明：从MongoDB4.4开始Database Tools是独立发布的
[root@localhost ~]# cd /data/pkgs
[root@localhost pkgs]# wget https://fastdl.mongodb.org/tools/db/mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.6.1.tgz
[root@localhost pkgs]# tar axf mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.6.1.tgz
[root@localhost pkgs]# cp -r mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.6.1/bin/* ./mongodb/bin
[root@localhost pkgs]# ls ./mongodb/bin/
bsondump  install_compass  mongo  mongod  mongodump  mongoexport  mongofiles  mongoimport  mongorestore  mongos  mongostat  mongotop

2、创建数据目录、日志目录、key文件目录、配置文件目录、pid目录

[root@localhost ~]# cd /data/pkgs/mongodb 
[root@localhost mongodb]# mkdir data logs key conf pid

3、生成key文件

说明：MongoDB使用keyfile认证，副本集中的每个mongod实例使用keyfile内容作为认证其他成员的共享密码。mongod实例只有拥有正确的keyfile才可以加入副本集。keyFile的内容必须是6到1024个字符的长度，且副本集所有成员的keyFile内容必须相同。

# 400权限是要保证安全性，否则mongod启动会报错
[root@localhost ~]# cd /data/pkgs/mongodb 
[root@localhost mongodb ]# openssl rand -base64 756 > ./key/mongo.key
[root@localhost mongodb ]# chmod 400 ./key/mongo.key

4、编辑配置文件

[root@localhost ~]# cd /data/pkgs/mongodb
[root@localhost mongod]# vim conf/mongod.conf
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /data/pkgs/mongodb/logs/mongod.log

storage:
  dbPath: /data/pkgs/mongodb/data
  journal:
    enabled: true
#  engine:
#  wiredTiger:

# how the process runs
processManagement:
  fork: true  # fork and run in background
  pidFilePath: /data/pkgs/mongodb/pid/mongod.pid  # location of pidfile
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

# network interfaces
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:
  clusterAuthMode: keyFile
  keyFile: /data/pkgs/mongodb/key/mongo.key
  authorization: enabled

#operationProfiling:

replication:
  oplogSizeMB: 2048
  replSetName: mongodb_cluster

5、将/data/pkgs目录下的mongodb目录远程拷贝到192.168.1.192和192.168.1.193主机上，远程主机如果没有/data/pkgs目录，则请先创建该目录

[root@localhost pkgs]# scp -r /data/pkgs/mongodb root@192.168.1.192:/data/pkgs
[root@localhost pkgs]# scp -r /data/pkgs/mongodb root@192.168.1.193:/data/pkgs

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2.3、启动服务

说明：分别在192.168.1.191、192.168.1.192、192.168.1.193主机上启动mongodb服务,启动命令相同。

[root@localhost pkgs]# cd /data/pkgs/mongodb/
[root@localhost mongodb]# ./bin/mongod -f ./conf/mongod.conf --auth --maxConns=20000
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 97708
child process started successfully, parent exiting

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2.4、配置副本集

说明：只需在主节点上（192.168.1.191）添加副本集信息。

[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --eval "
  rs.initiate(
    {
      _id : 'mongodb_cluster',
      members: [
        { _id : 0, host : \"192.168.1.191:27017\", priority: 2 },
        { _id : 1,  host : \"192.168.1.192:27017\", priority: 1 },
        { _id : 2, host : \"192.168.1.193:27017\", arbiterOnly: true }
      ]
    }
  )
  "

说明：

1、“_id” : “mongodb_cluster” ：副本集的配置数据存储的主键值，默认就是副本集的名字
2、““members” ：副本集成员数组,priority表示优先级，

如下图所示：

查询副本集状态

[root@localhost mongodb]#  ./bin/mongo --eval "rs.status()"

如下图所示：

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2.5、创建用户

说明：只需在主节点上（192.168.1.191）创建用户。

1、新建管理员root

[root@localhost pkgs]# cd /data/pkgs/mongodb/
[root@localhost mongodb]# vim admin-setup.js
db.createUser(
  {
    user: "admin",
    pwd: "admin@123",
    roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]
  }
)

[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo admin ./admin-setup.js 
MongoDB shell version v4.2.23
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017/admin?compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("9962547e-7264-485b-a4f8-62752722b246") }
MongoDB server version: 4.2.23
Successfully added user: {
	"user" : "admin",
	"roles" : [
		{
			"role" : "root",
			"db" : "admin"
		}
	]
}

[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host 192.168.1.191 --port 27017 -u admin -p admin@123 --authenticationDatabase admin
MongoDB shell version v4.2.23
connecting to: mongodb://192.168.1.191:27017/?authSource=admin&compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("71df4b04-fafc-4408-aa14-a36be94c09d0") }
MongoDB server version: 4.2.23
Server has startup warnings: 

如下图所示：

2、数据库possecu，新建普通(读写权限)用户lolaage

[root@localhost pkgs]# cd /data/pkgs/mongodb/
[root@localhost mongodb]# vim possecu-setup.js
db.createUser(
 {
   user: "lolaage",
   pwd: "lolaage@123",
   roles: [
  { role: "readWrite", db: "possecu" }
      ]
 }
)
[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo -u admin -p admin@123 --authenticationDatabase admin possecu ./possecu-setup.js
MongoDB shell version v4.2.23
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017/possecu?authSource=admin&compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("ca7ad103-bdbc-40dd-a237-31e1c653d9c4") }
MongoDB server version: 4.2.23
Successfully added user: {
	"user" : "lolaage",
	"roles" : [
		{
			"role" : "readWrite",
			"db" : "possecu"
		}
	]
}

[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host 192.168.1.191 --port 27017 -u lolaage -p lolaage@123 --authenticationDatabase possecu
MongoDB shell version v4.2.23
connecting to: mongodb://192.168.1.191:27017/?authSource=possecu&compressors=disabled&gssapiServiceName=mongodb
Implicit session: session { "id" : UUID("c19599e2-5aef-4b4b-942d-557f4c619b63") }
MongoDB server version: 4.2.23

如下图所示：

3、开启从节点临时读权限

[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host  192.168.1.192 --port 27017 -u admin -p admin@123  --authenticationDatabase admin
mongodb_cluster:SECONDARY> rs.secondaryOk();

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2.6、设置system开机自启

#1、创建服务脚本mongodb.service
[root@localhost ~]# vim /etc/systemd/system/mongod.service
[Unit]
Description=Mongodb Service
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/data/pkgs/mongodb/bin/mongod --storageEngine wiredTiger --config /data/pkgs/mongodb/conf/mongod.conf --auth --maxConns=20000
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/data/pkgs/mongodb/bin/mongod --config /data/pkgs/mongodb/conf/mongod.conf --shutdown
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

#2、刷新配置(在启动前，必须先执行，否则报警告)
[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload

#3、启动服务
[root@localhost ~]# systemctl start mongod

#4、停止服务
[root@localhost ~]# systemctl stop mongod

#5、服务加入开机自启
[root@localhost ~]# systemctl enable mongod

2.7、添加环境变量

#1、添加环境变量
[root@localhost mongodb]# vim /etc/profile
export PATH=$PATH:/data/pkgs/mongodb/bin
#2、永久生效
[root@localhost mongodb]# source /etc/profile

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2.8、集群测试

1、故障转移

#1、停止主节点mongodb服务
# 说明：停止前主节点为192.168.1.191
[root@localhost mongodb]# ./bin/mongod -f ./conf/mongod.conf --auth --maxConns=20000 --shutdown
killing process with pid: 99828

#2、登录从节点查看当前节点状态
[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host 192.168.1.192 --port 27017 -u admin -p admin@123 --authenticationDatabase admin
mongodb_cluster:PRIMARY> rs.status()

说明：此时应该可以看到，主节点为192.168.1.192，已经完成了主从切换。如下图所示：

2、数据一致性

#1、主节点登录插入一条数据
[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host 192.168.1.191 --port 27017 -u admin -p admin@123 --authenticationDatabase admin
mongodb_cluster:PRIMARY> db.users.insert({name:"jack",age:0,addr:"guangzhou",country:"China"})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })

mongodb_cluster:PRIMARY> db.users.find()
{ "_id" : ObjectId("6389c03ceec47300d932c1aa"), "name" : "jack", "age" : 0, "addr" : "guangzhou", "country" : "China" }
mongodb_cluster:PRIMARY> 

#2、从节点查看数据是否同步
[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host 192.168.1.192 --port 27017 -u admin -p admin@123 --authenticationDatabase admin
mongodb_cluster:SECONDARY> rs.secondaryOk()
mongodb_cluster:SECONDARY> db.users.find()
{ "_id" : ObjectId("6389c03ceec47300d932c1aa"), "name" : "jack", "age" : 0, "addr" : "guangzhou", "country" : "China" }

说明：此时应该看到这条记录了, 证明我们的主从复制功能已经成功了。

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三、Mongodb集群常用命令

1、查看全局所有账户

mongodb_cluster:PRIMARY> use admin
switched to db admin
mongodb_cluster:PRIMARY> db.system.users.find()

2、查看当前库下的账户

mongodb_cluster:PRIMARY> use possecu
switched to db possecu
mongodb_cluster:PRIMARY> show users

3、查看最大连接数

mongodb_cluster:PRIMARY> db.serverStatus().connections
{ "current" : 8, "available" : 19992, "totalCreated" : 30, "active" : 2 }

4、修改密码

mongodb_cluster:PRIMARY> use admin
switched to db admin
mongodb_cluster:PRIMARY> db.changeUserPassword("admin", "admin@123456")

5、通过密码登陆mongo

[root@localhost mongodb]# ./bin/mongo --host 192.168.1.191 --port 27017 -u admin -p admin@123 --authenticationDatabase admin

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四、Mongodb集群管理命令

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总结：整理不易，如果对你有帮助，可否点赞关注一下？

更多详细内容请参考：Linux运维实战总结