MongoDB(三)复制,分片,备份,监控
MongoDB 复制(副本集)
MongoDB复制是将数据同步在多个服务器的过程。
复制提供了数据的冗余备份,并在多个服务器上存储数据副本,提高了数据的可用性, 并可以保证数据的安全性。
复制还允许您从硬件故障和服务中断中恢复数据。
什么是复制?
- 保障数据的安全性
- 数据高可用性 (24*7)
- 灾难恢复
- 无需停机维护(如备份,重建索引,压缩)
- 分布式读取数据
MongoDB复制原理
mongodb的复制至少需要两个节点。其中一个是主节点,负责处理客户端请求,其余的都是从节点,负责复制主节点上的数据。
mongodb各个节点常见的搭配方式为:一主一从、一主多从。
主节点记录在其上的所有操作oplog,从节点定期轮询主节点获取这些操作,然后对自己的数据副本执行这些操作,从而保证从节点的数据与主节点一致。
MongoDB复制结构图如下所示:
以上结构图中,客户端从主节点读取数据,在客户端写入数据到主节点时, 主节点与从节点进行数据交互保障数据的一致性。
副本集特征:
- N 个节点的集群
- 任何节点可作为主节点
- 所有写入操作都在主节点上
- 自动故障转移
- 自动恢复
MongoDB副本集设置
在本教程中我们使用同一个MongoDB来做MongoDB主从的实验, 操作步骤如下:
1、关闭正在运行的MongoDB服务器。
现在我们通过指定 --replSet 选项来启动mongoDB。--replSet 基本语法格式如下:
mongod --port "PORT" --dbpath "YOUR_DB_DATA_PATH" --replSet "REPLICA_SET_INSTANCE_NAME"
实例
mongod --port 27017 --dbpath "D:\set up\mongodb\data" --replSet rs0
以上实例会启动一个名为rs0的MongoDB实例,其端口号为27017。
启动后打开命令提示框并连接上mongoDB服务。
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,我们需要使用多台服务器来启动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)
实例
假设你已经启动了一个名为mongod1.net,端口号为27017的Mongo服务。 在客户端命令窗口使用rs.add() 命令将其添加到副本集中,命令如下所示:
>rs.add("mongod1.net:27017") >
MongoDB中你只能通过主节点将Mongo服务添加到副本集中, 判断当前运行的Mongo服务是否为主节点可以使用命令db.isMaster() 。
MongoDB的副本集与我们常见的主从有所不同,主从在主机宕机后所有服务将停止,而副本集在主机宕机后,副本会接管主节点成为主节点,不会出现宕机的情况。
MongoDB 分片
分片
在Mongodb里面存在另一种集群,就是分片技术,可以满足MongoDB数据量大量增长的需求。
当MongoDB存储海量的数据时,一台机器可能不足以存储数据,也可能不足以提供可接受的读写吞吐量。这时,我们就可以通过在多台机器上分割数据,使得数据库系统能存储和处理更多的数据。
为什么使用分片
- 复制所有的写入操作到主节点
- 延迟的敏感数据会在主节点查询
- 单个副本集限制在12个节点
- 当请求量巨大时会出现内存不足。
- 本地磁盘不足
- 垂直扩展价格昂贵
MongoDB分片
下图展示了在MongoDB中使用分片集群结构分布:
上图中主要有如下所述三个主要组件:
-
Shard:
用于存储实际的数据块,实际生产环境中一个shard server角色可由几台机器组个一个replica set承担,防止主机单点故障
-
Config Server:
mongod实例,存储了整个 ClusterMetadata,其中包括 chunk信息。
-
Query Routers:
前端路由,客户端由此接入,且让整个集群看上去像单一数据库,前端应用可以透明使用。
分片实例
分片结构端口分布如下:
Shard Server 1:27020 Shard Server 2:27021 Shard Server 3:27022 Shard Server 4:27023 Config Server :27100 Route Process:40000
步骤一:启动Shard Server
[[email protected] /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s0 [[email protected] /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s1 [[email protected] /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s2 [[email protected] /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s3 [[email protected] /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/log [[email protected] /]# /usr/local/mongoDB/bin/mongod --port 27020 --dbpath=/www/mongoDB/shard/s0 --logpath=/www/mongoDB/shard/log/s0.log --logappend --fork .... [[email protected] /]# /usr/local/mongoDB/bin/mongod --port 27023 --dbpath=/www/mongoDB/shard/s3 --logpath=/www/mongoDB/shard/log/s3.log --logappend --fork
步骤二: 启动Config Server
[[email protected] /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/config [[email protected] /]# /usr/local/mongoDB/bin/mongod --port 27100 --dbpath=/www/mongoDB/shard/config --logpath=/www/mongoDB/shard/log/config.log --logappend --fork
注意:这里我们完全可以像启动普通mongodb服务一样启动,不需要添加—shardsvr和configsvr参数。因为这两个参数的作用就是改变启动端口的,所以我们自行指定了端口就可以。
步骤三: 启动Route Process
/usr/local/mongoDB/bin/mongos --port 40000 --configdb localhost:27100 --fork --logpath=/www/mongoDB/shard/log/route.log --chunkSize 500
mongos启动参数中,chunkSize这一项是用来指定chunk的大小的,单位是MB,默认大小为200MB.
步骤四: 配置Sharding
接下来,我们使用MongoDB Shell登录到mongos,添加Shard节点
[[email protected] shard]# /usr/local/mongoDB/bin/mongo admin --port 40000 MongoDB shell version: 2.0.7 connecting to: 127.0.0.1:40000/admin mongos> db.runCommand({ addshard:"localhost:27020" }) { "shardAdded" : "shard0000", "ok" : 1 } ...... mongos> db.runCommand({ addshard:"localhost:27029" }) { "shardAdded" : "shard0009", "ok" : 1 } mongos> db.runCommand({ enablesharding:"test" }) #设置分片存储的数据库 { "ok" : 1 } mongos> db.runCommand({ shardcollection: "test.log", key: { id:1,time:1}}) { "collectionsharded" : "test.log", "ok" : 1 }
步骤五: 程序代码内无需太大更改,直接按照连接普通的mongo数据库那样,将数据库连接接入接口40000
1. 创建Sharding复制集 rs0
# mkdir /data/log # mkdir /data/db1 # nohup mongod --port 27020 --dbpath=/data/db1 --logpath=/data/log/rs0-1.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs0 & # mkdir /data/db2 # nohup mongod --port 27021 --dbpath=/data/db2 --logpath=/data/log/rs0-2.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs0 &
1.1 复制集rs0配置
# mongo localhost:27020 > rs.initiate({_id: 'rs0', members: [{_id: 0, host: 'localhost:27020'}, {_id: 1, host: 'localhost:27021'}]}) > rs.isMaster() #查看主从关系
2. 创建Sharding复制集 rs1
# mkdir /data/db3 # nohup mongod --port 27030 --dbpath=/data/db3 --logpath=/data/log/rs1-1.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs1 & # mkdir /data/db4 # nohup mongod --port 27031 --dbpath=/data/db4 --logpath=/data/log/rs1-2.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs1 &
2.1 复制集rs1配置
# mongo localhost:27030 > rs.initiate({_id: 'rs1', members: [{_id: 0, host: 'localhost:27030'}, {_id: 1, host: 'localhost:27031'}]}) > rs.isMaster() #查看主从关系
3. 创建Config复制集 conf
# mkdir /data/conf1 # nohup mongod --port 27100 --dbpath=/data/conf1 --logpath=/data/log/conf-1.log --logappend --fork --configsvr --replSet=conf & # mkdir /data/conf2 # nohup mongod --port 27101 --dbpath=/data/conf2 --logpath=/data/log/conf-2.log --logappend --fork --configsvr --replSet=conf &
3.1 复制集conf配置
# mongo localhost:27100 > rs.initiate({_id: 'conf', members: [{_id: 0, host: 'localhost:27100'}, {_id: 1, host: 'localhost:27101'}]}) > rs.isMaster() #查看主从关系
4. 创建Route
# nohup mongos --port 40000 --configdb conf/localhost:27100,localhost:27101 --fork --logpath=/data/log/route.log --logappend &
4.1 设置分片
# mongo localhost:40000 > use admin > db.runCommand({ addshard: 'rs0/localhost:27020,localhost:27021'}) > db.runCommand({ addshard: 'rs1/localhost:27030,localhost:27031'}) > db.runCommand({ enablesharding: 'test'}) > db.runCommand({ shardcollection: 'test.user', key: {name: 1}})
MongoDB 备份(mongodump)与恢复(mongorestore)
MongoDB数据备份
在Mongodb中我们使用mongodump命令来备份MongoDB数据。该命令可以导出所有数据到指定目录中。
mongodump命令可以通过参数指定导出的数据量级转存的服务器。
语法
mongodump命令脚本语法如下:
>mongodump -h dbhost -d dbname -o dbdirectory
-
-h:
MongDB所在服务器地址,例如:127.0.0.1,当然也可以指定端口号:127.0.0.1:27017
-
-d:
需要备份的数据库实例,例如:test
-
-o:
备份的数据存放位置,例如:c:\data\dump,当然该目录需要提前建立,在备份完成后,系统自动在dump目录下建立一个test目录,这个目录里面存放该数据库实例的备份数据。
实例
在本地使用 27017 启动你的mongod服务。打开命令提示符窗口,进入MongoDB安装目录的bin目录输入命令mongodump:
>mongodump
执行以上命令后,客户端会连接到ip为 127.0.0.1 端口号为 27017 的MongoDB服务上,并备份所有数据到 bin/dump/ 目录中。命令输出结果如下:
mongodump 命令可选参数列表如下所示:
语法 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
mongodump --host HOST_NAME --port PORT_NUMBER | 该命令将备份所有MongoDB数据 | mongodump --host runoob.com --port 27017 |
mongodump --dbpath DB_PATH --out BACKUP_DIRECTORY | mongodump --dbpath /data/db/ --out /data/backup/ | |
mongodump --collection COLLECTION --db DB_NAME | 该命令将备份指定数据库的集合。 | mongodump --collection mycol --db test |
MongoDB数据恢复
mongodb使用 mongorestore 命令来恢复备份的数据。
语法
mongorestore命令脚本语法如下:
>mongorestore -h <hostname><:port> -d dbname <path>
-
--host <:port>, -h <:port>:
MongoDB所在服务器地址,默认为: localhost:27017
-
--db , -d :
需要恢复的数据库实例,例如:test,当然这个名称也可以和备份时候的不一样,比如test2
-
--drop:
恢复的时候,先删除当前数据,然后恢复备份的数据。就是说,恢复后,备份后添加修改的数据都会被删除,慎用哦!
-
<path>:
mongorestore 最后的一个参数,设置备份数据所在位置,例如:c:\data\dump\test。
你不能同时指定 <path> 和 --dir 选项,--dir也可以设置备份目录。
-
--dir:
指定备份的目录
你不能同时指定 <path> 和 --dir 选项。
接下来我们执行以下命令:
>mongorestore
执行以上命令输出结果如下:
MongoDB 监控
在你已经安装部署并允许MongoDB服务后,你必须要了解MongoDB的运行情况,并查看MongoDB的性能。这样在大流量得情况下可以很好的应对并保证MongoDB正常运作。
MongoDB中提供了mongostat 和 mongotop 两个命令来监控MongoDB的运行情况。
mongostat 命令
mongostat是mongodb自带的状态检测工具,在命令行下使用。它会间隔固定时间获取mongodb的当前运行状态,并输出。如果你发现数据库突然变慢或者有其他问题的话,你第一手的操作就考虑采用mongostat来查看mongo的状态。
启动你的Mongod服务,进入到你安装的MongoDB目录下的bin目录, 然后输入mongostat命令,如下所示:
D:\set up\mongodb\bin>mongostat
以上命令输出结果如下:
mongotop 命令
mongotop也是mongodb下的一个内置工具,mongotop提供了一个方法,用来跟踪一个MongoDB的实例,查看哪些大量的时间花费在读取和写入数据。 mongotop提供每个集合的水平的统计数据。默认情况下,mongotop返回值的每一秒。
启动你的Mongod服务,进入到你安装的MongoDB目录下的bin目录, 然后输入mongotop命令,如下所示:
D:\set up\mongodb\bin>mongotop
以上命令执行输出结果如下:
带参数实例
E:\mongodb-win32-x86_64-2.2.1\bin>mongotop 10
后面的10是<sleeptime>参数 ,可以不使用,等待的时间长度,以秒为单位,mongotop等待调用之间。通过的默认mongotop返回数据的每一秒。
E:\mongodb-win32-x86_64-2.2.1\bin>mongotop --locks
报告每个数据库的锁的使用中,使用mongotop - 锁,这将产生以下输出:
输出结果字段说明:
-
ns:
包含数据库命名空间,后者结合了数据库名称和集合。
-
db:
包含数据库的名称。名为 . 的数据库针对全局锁定,而非特定数据库。
-
total:
mongod花费的时间工作在这个命名空间提供总额。
-
read:
提供了大量的时间,这mongod花费在执行读操作,在此命名空间。
-
write:
提供这个命名空间进行写操作,这mongod花了大量的时间。