Mongodb副本集实现

MongoDB副本集概述

以下图片摘自MongoDB官方文档：http://docs.mongodb.org/manual/core/replication-introduction/

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Primary节点接收客户端所有的写操作,整个副本集只会有一个primary节点。MongoDB副本集提供严格的一致性。主节点将所有的操作写入一个叫oplog的capped collection(这个collection的大小一般为磁盘剩余空间的5%，不同的系统可能不一样,详见http://docs.mongodb.org/manual/core/replica-set-oplog/)中，secondary节点通过复制oplog并执行oplog中的所有操作，因为对oplog的执行是幂等的，所以secondary节点上的数据可以保持和primary节点一样，当然这有一个“追赶”（catch up）的过程，会存在一定的落后（Lag）有时候因为网络延迟或宕机导致从节点永远赶不上主节点，这时候需要采取人为的干预了（后面会说到Resyncing Member of Replica Set）。

默认所有的读操作也是走的primary节点，当然客户端可以选择从secondary节点进行读取操作以减小主节点的压力（后面会对读写分离有详细说明）。

各个节点之间是通过心跳机制来维持联系的，当主节点无法和集群中其他节点通信超过10秒，集群会从剩下的节点中选择一个secondary作为primary，这个过程叫做选举（election），每个secondary节点都有一个优先级priority来参与投票（也可以有没有投票权的secondary节点），priority值越大就越优先成为主节点（所有的节点可以有相同的优先级，默认值都是1）。election的策略不仅仅就是根据priority值来，会综合很多其他的因素。总之MongoDB通过heartbeat和election机制实现了自动的Failover:

 副本集要求参与选举投票(vote)的节点数为奇数，这很容易理解。当我们实际环境中因为机器等原因限制只有两个(或偶数)的节点，这时为了实现Automatic Failover引入另一类节点：仲裁者（arbiter），仲裁者只参与投票不拥有实际的数据，因此它对物理资源要求不严格。

上面已经提到了primary，secondary和arbiter,整个MongoDB副本集群中除了这三种类型的节点还有其他几种：

• Secondary-Only:这种类型的节点和secondary节点一样拥有数据副本，但是它们在任何情形下都成为不了primary节点。

• Hidden:这种类型的节点对客户端程序来说是不可见的，同样也不能成为primary节点，但是Hidden成员能够参与选举投票。

• Delayed：这种类型的成员通过人为的设置，可以指定一个时间来延迟从primary节点同步数据。Delayed成员的作用在于帮助集群从一些误操作中恢复，比如管理员误删除了某个集合。不至于迅速扩散到整个集群中。因此Delayed节点必须不能成为primary节点（priority为0）并且是Hidden的。

• Non-Voting：这就是上面提到了没有选举权的secondary节点。这种类型的节点一般当集群节点数超过12才会需要。

简单副本集的搭建

主:192.168.1.100

从:192.168.1.101,192.168.1.102

1.首先已经安装完mongodb（我们使用rpm安装）。

mongodb默认端口为：27017 

2.修改两个从节点配置文件

service mongod stop 
vim /etc/mongod.conf

取消注释replSet,设置其名称；并添加replIndexPrefetch项。如下:

重启服务：

service mongod start

3.登录到主节点命令行中

mongo

>rs.status() 
{
    "startupStatus" : 3,
    "info" : "run rs.initiate(...) if not yet done for the set",
"ok" : 0,
"errmsg" : "can't get local.system.replset config from self or any seed (YCONFIG)"
}

启动一个新的副本集

>rs.initiate()  
{
"info2" : "no configuration explicitly specified -- making one",
"me" : "Centos:27017",
"info" : "Config now saved locally.  Should come online in about a minute
"ok" : 1
}

在Mongo客户端使用命令rs.initiate()来启动一个新的副本集。

我们可以使用rs.conf()来查看副本集的配置

查看副本集状态使用 rs.status() 命令

副本集添加成员

添加副本集的成员，我们需要使用多条服务器来启动mongo服务。进入Mongo客户端，并使用rs.add()方法来添加副本集的成员。

语法

rs.add() 命令基本语法格式如下：

>rs.add(Host_NAME:PORT)

添加两个从节点成员：

testSet:PRIMARY> rs.add("192.168.1.101") --默认27017不用指定
{ "ok" : 1 }
testSet:PRIMARY> rs.add("192.168.1.102")
{ "ok" : 1 }

此时，查看副本集状态:

testSet:PRIMARY> rs.status()
{
"set" : "testSet",
"date" : ISODate("2017-03-22T07:58:26Z"),
"myState" : 1,
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "Centos:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 1293,
"optime" : Timestamp(1490168420, 1),
"optimeDate" : ISODate("2017-03-22T07:40:20Z"),
"electionTime" : Timestamp(1490168213, 11),
"electionDate" : ISODate("2017-03-22T07:36:53Z"),
"self" : true
},
{
"_id" : 1,
"name" : "192.168.1.101:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 1146,
"optime" : Timestamp(1490168420, 1),
"optimeDate" : ISODate("2017-03-22T07:40:20Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2017-03-22T07:58:25Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-03-22T07:58:25Z"),
"pingMs" : 1,
"syncingTo" : "Centos:27017"
},
{
"_id" : 2,
"name" : "192.168.1.102:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 1086,
"optime" : Timestamp(1490168420, 1),
"optimeDate" : ISODate("2017-03-22T07:40:20Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2017-03-22T07:58:25Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-03-22T07:58:24Z"),
"pingMs" : 1,
"lastHeartbeatMessage" : "syncing to: Centos:27017",
"syncingTo" : "Centos:27017"
}
],
"ok" : 1
}

测试：

在主节点创建新库，并插入新数据:

testSet:PRIMARY> show dbs;
admin  (empty)
local  6.075GB
testSet:PRIMARY> use test
switched to db test
testSet:PRIMARY> show dbs
admin  (empty)
local  6.075GB
testSet:PRIMARY> db.test.insert({"name":"菜鸟教程"})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
testSet:PRIMARY> show dbs
admin  (empty)
local  6.075GB
test   0.078GB

查看从节点信息:

testSet:SECONDARY> show dbs;
admin  (empty)
local  6.075GB
test   0.078GB
testSet:SECONDARY> db.test.find()
{ "_id" : ObjectId("58d231485934aa983f070c99"), "name" : "菜鸟教程" }

问题及解决：
1.初始化副本集时报错：

>rs.initialte()
{
    ....
     "errmsg" "couldn't initiate : can't find self in the replset config" ,"ok" : 0
    ....
}

解决:编辑hosts文件添加主机名称解析,之后重新初始化副本集。

[root@Centos ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
127.0.0.1 Centos

2.添加副本集成员时报错:

testSet:PRIMARY> rs.add("192.168.1.101:27017")
{
"errmsg" : "exception: need most members up to reconfigure, not ok : 192.1.101:27017",
"code" : 13144,
"ok" : 0
}

解决:由于从节点配置文件中bind绑定为127.0.0.1的ip信息，从而导致不能添加192端的ip,将其bind注释掉。

3.添加完成员，查看副本集状态时，节点一直 显示如:"stateStr" : "UNKNOWN"

解决:问题的原因是rs.initiate()默认将primary的host键设置成机器的主机名，如下:

1)可以编辑两个从节点的hosts文件添加主节点主机名和Ip信息，如:

[root@RedHat-1 ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.100 Centos

2)可以将primary的主机名改成IP地址:

cfg = rs.conf()
cfg.members[0].host = "192.168.1.100:27017"
rs.reconfig(cfg)