1.复制集的作用

1.1 MongoDB复制集的主要意义在于实现服务高可用

1.2 它的实现依赖于两个方面的功能：

· 数据写入时将数据迅速复制到另一个独立节点上

· 在接收写入的节点发生故障时自动选举出一个新的替代节点

1.3 在实现高可用的同时，复制集实现了其他几个附加作用：

· 数据分发：将数据从一个区域复制到另一个区域，减少另一个区域的读延迟

· 读写分离：不同类型的压力分别在不同的节点上执行

· 异地容灾：在数据中心故障时快速切换到异地

2.典型复制集结构

2.1 一个典型的复制集由3个以上具有投票权的节点组成，包括：

· 一个主节点（PRIMARY）：接受写入操作和选举时投票

· 两个（或多个）从节点（SECONDARY）:复制主节点上的新数据和选举时投票

· 不推荐使用Arbiter（投票节点，即不做数据存储只用来投票）

MongoDB学习4：MongoDB复制集机制和原理，搭建复制集

3. 数据是如何复制的？

当一个修改操作，无论是插入、更新或删除，到达主节点时，它对数据的操作将被记录下来（经过一些必要的转换），这些记录成为oplog
从节点通过在主节点上打开一个tailable游标不断获取新进入主节点的oplog，并在自己的数据上回放，以此保持与主节点数据一致

4. 通过选举完成故障恢复

具有投票权的节点之间两两互相发送心跳（默认2s）
当5次心跳未收到时判断为节点失联
如果失联的是主节点，从节点会发起选举，选出新的主节点
如果失联的是从节点则不会产生新的选举
选举基于 RAFT一致性算法实现，选举成功的必要条件是大多数投票节点存活
复制集最多可以有50个节点，但具有投票权的节点最多7个

影响选举的因素

整个集群必须有大多数节点存活
被选举为主节点的节点必须：
- 能够与多数节点建立连接
- 具有较新的oplog
- 具有较高的优先级（如果有配置）

复制集节点具有以下常见选项

是否具有投票权（v 参数）：有则参与投票
优先级（priority 参数）：优先级越高的节点越优先成为主节点。优先级为0的节点无法成为主节点
隐藏（hidden 参数）：复制数据，但对应用不可见。隐藏节点可以具有投票权，但优先级必须为0
延迟（slaveDelay 参数）：复制n秒之前的数据，保持与主节点的时间差

复制集注意事项

关于硬件
- 因为正常的复制集节点都有可能成为主节点，它们的地位是一样的，因此硬件配置上必须一致
- 为了保证节点不会同时宕机，各个节点使用的硬件必须具有独立性
关于软件
- 复制集各节点软件版本必须一致，防止出现不可预知的问题
增加节点不会增加系统写性能！

5. 在一台机器上运行3个实例来搭建一个简单的复制集

5.1 通过实验将学会：

如何启动一个MongoDB实例

如何将3个MongoDB实例搭建成一个复制集

如何对复制集运行参数做一些常规调整

5.2 创建数据目录

mkdir -p /data/db{1,2,3}

5.3 准备配置文件并启动实例

复制集的每个MongoDB进程应该位于不同的服务器。我们现在在一台机器上运行3个进程，因此要为他们各自配置：

不同的端口（示例将使用28017、28019、28019）
不同的数据目录
- /data/db1
- /data/db2
- /data/db3
不同的日志文件路径
- /data/db1/mongod.log
- /data/db2/mongod.log
- /data/db3/mongod.log
三个配置文件:
/data/db1/mongod.conf

systemLog:

 destination: file

 path: /data/db1/mongod.log   # log path

 logAppend: true

storage:

 dbPath: /data/db1    # data directory

net:

 bindIp: 0.0.0.0

 port: 28017

replication:

 replSetName: rs0

processManagement:

 fork: true

/data/db2/mongod.conf

systemLog:

 destination: file

 path: /data/db2/mongod.log   # log path

 logAppend: true

storage:

 dbPath: /data/db2    # data directory

net:

 bindIp: 0.0.0.0

 port: 28018

replication:

 replSetName: rs0

processManagement:

 fork: true

/data/db3/mongod.conf

systemLog:

 destination: file

 path: /data/db3/mongod.log   # log path

 logAppend: true

storage:

 dbPath: /data/db3    # data directory

net:

 bindIp: 0.0.0.0

 port: 28019

replication:

 replSetName: rs0

processManagement:

 fork: true

使用如下命令启动MongoDB实例（成功启动终端会显示success）

./mongod -f /data/db1/mongod.conf

./mongod -f /data/db2/mongod.conf

./mongod -f /data/db3/mongod.conf

使用 ps -ef | grep mongod来确认已经正确运行

MongoDB学习4：MongoDB复制集机制和原理，搭建复制集

5.4 配置复制集

方法1（此方式需要hostname能被解析，输入hostname -f可以查看）

#假定使用28017做为主节点

./mongo --port 28017   # 进入mongodb的终端

> rs.initiate()

>rs.add("localhost:28018")  # 如果localhost不行可改为本机ip

>rs.add("localhost:28019")

方法2

#假定使用28017做为主节点

./mongo --port 28017   # 进入mongodb的终端

 # 如果localhost不行可改为本机ip

> rs.initiate({

  _id:"rs0",

  members:[{

   _id:0,

   host:"localhost:28017"

  },{

   _id:1,

   host:"localhost:28018"

  },{

   _id:2,

   host:"localhost:28019"

  }]

})

使用 rs.status() 可以查看复制集状态

5.5 验证复制集

MongoDB主节点进行写入

# mongo localhost:28017

> db.test.insert({a:1})

> db.test.insert({a:2})

MongoDB从节点进行读取

# mongo localhost:28018

> rs.salvaOk()

> db.test.find()

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