MongoDB复制集

   MongoDB目前的高可用架构主要有主从、复制集、以及分片，单纯的主从技术几乎被淘汰，整个稳定性以及可靠性方面复制集要比主从好，所以现在更多的会去使用复制集。在接下来的实践过程中，我们将通过多实例的方法实现复制集。以及会解析搭建过程中遇到的困难问题。

一、基础环境与规划

操作系统：CentOS 6.7

MongoDB版本：3.4.5

实例部署情况：

    由于在同一台主机上面部署，所以就不需要考虑防火墙的配置与管理。大多数生产环境都有专业的硬件防火墙（思科、华为）等厂商的硬件防火墙设备，部分的公有云也是有一些防火墙的产品，所以Iptables在生产环境中应该能起到锦上添花的作用，在整个过程中不考虑这一块。

二、副本集原理与优化

 2.1 副本集原理

复制集（Replica Set），就是有自动故障恢复功能的主从集群。主从结构和复制集最明显的区别是副本集没有固定的主节点，当节点故障时，能选举新的主节点，大大的提升了整个系统中数据存储的稳定性；整个集群选举出一个主节点，当主节点不能正常工作时，会选举出另一个节点为主节点，

复制集总会有一个活跃节点（Primary）和一个或者多个备份节点（Secondary）,副本集中还可以有一个角色是仲裁者（Arbiter），它并不保存数据。仲裁节点使用最小的资源并且不要求硬件设备，不能将Arbiter部署在同一个数据集节点中，可以部署在其他应用服务器或者监视服务器中，也可部署在单独的虚拟机中。为了确保复制集中有奇数的投票成员（包括primary），需要添加仲裁节点做为投票，否则primary不能运行时不会自动切换primary。

 在比较早的版本例如MongoDB2.6中，复制集中参与选举的数据节点（包括primary）只能有7个 可以通过更改数据节点属性的方法将复制集的数据节点增加到12个，但是其余的5个为非投票成员（Non-Voting Members），非投票成员是副本集中数据的备份副本，不参与投票，但可以被投票或成为主节点。当我们的复制集超过11个时，可以使用传统的主从方法 数量不限制。

2.2 复制集的特点

复制集的特点

• 数据一致性 使得多个进程/服务器在某个方面保持相同   异步同步（受磁盘、网络、数据大小影响）

• 主是唯一 只有1台主能进行读写,其余的只能读，同时主不是固定的 ，不像MySQL具有双主架构，

• 大多数原则  集群存活节点小于或等于二分之一时集群不可写 只可读

• Secondary节点不支持写入   MySQL从库的readonly对具有super权限的账户无效

• 相比传统的主从结构  复制集可以自动容灾

• 不支持类似MYSQL只从中只同步部分库的功能

• 副本集之间的复制是通过oplog日志现实的.备份节点通过查询这个集合就可以知道需要进行复制的操作

•  oplog是节点中local库中的一个固定的集合,在默认情况下oplog初始化大小为空闲磁盘的5%.oplog是capped collection,所以当oplog的空间被占满时,会覆盖最初写入的日志.

•  通过改变oplog文档的大小直接改变local所占磁盘空间的大小.可以在配置文件中设置oplogSize参数来指定oplog文档的大小,例如oplogSize=1024单位默认为M  每个local文档在磁盘空间的空间都为2G,设置不足2G的,初始化依然为2G大小,例如上面oplogSize=1024,但创建的local.01大小依然为2G.

•  如果备份节点不幸挂掉,由于复制过程中是先写数据,再写oplog,这样重新启动时,可能会重复复制操作.但mongodb在设计过程中已经考虑过这个问题.当 oplog中同一个操作执行多次的时候,只执行一次.

•  如果备节点的同步速度远远跟不上主节点的oplog写入的数据,并且主节点的oplog被覆盖.这样,可能就无法同步那些被覆盖的数据(出现这种情况,暂时还无法解决,只能通过备份主节点的数据,然后再重新同步).

• 每个成员通过心跳去查看其他节点的状态,每隔2秒钟就有一次心跳检测.

•  当主节点宕机之后,各个节点通过选举的方式来选择下一个主节点

2.3 复制集的实现步骤

1.  规划端口、数据目录、日志目录等可以将其定制成配置文件； 

2. 为了安全需要准备其验证 （auth 验证和keyFile验证）

   auth验证与keyFile验证的区别：auth更多的是实现单机版或者单实例的验证，这是MongoDB常见的安全加固方式之一，开启验证，对不同的库和用户做授权管理，而keyFile主要是用来集群之间不同示例之间的验证，主要有以下特点

   keyFile特点：

          基于base 64编码集 仅能识别[a-z A-Z + /]等内容，（传说中的    没具体的测试 ）

          长度最好小于 1000byte

           权限问题 允许的最大的权限是600 所以在安装、配置、启动等环节需要注意所有者和所属组。

    发现权限太大，导致不能正常启动，将keyFile的权限更改为600解决。

   keyFile文件中时忽略空格、制表符、换行符的  以下内容可以等同

生成keyFile的方法推荐

openssl  rand   -base 64     N(字节数) 

 根据上面内容识别方法生成的文件中的“=”号是不能被识别的，要对其特殊处理，

3、启动副本集 

 在启动时，我们可以给mongd带好多的参数，但是这样比较麻烦，每次启动都要制定很多的参数，建议我们写配置文件； 

setParameter=enableLocalhostAuthBypass=1  该参数设置的特点

• MongoDB实例中，没有任何用户时，才能生效

• 仅允许本机(localhost)登录,不能使用IP登录（包括127.0.0.1）

• 在实例创建用创建的第一个用户后失效

• 实例创建的第一个用户 必须属于admin库  并且该用户必须具有创建其他用户的权限 

4、初始化副本集

    随意进入其中的一个服务，进入admin库对其初始化，

注意：

priority是个可选的参数，该参数可以决定该副本集中的节点成为primary节点的优先级，数字越大，优先级越高，在我们不同的主机之间存在性能差异时，我们可以合理的使用该参数，当不想让某一个节点永远不能成为primary节点时，就可以将priority参数设置成0 

附件：

初始化脚本

注意事项：

在我们复制集设置了keyFile验证后，我们初始化之后，在priamary节点想查看一下都有那些库，发现权限不够，这时我们就考虑创建用户

本文转自 tianya1993 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/dreamlinux/1945705，如需转载请自行联系原作者