Mongodb是NoSql数据库，它的存储方式是文档式存储，并不是Key-Value形式。Mongodb的三种集群方式的搭建：Replica Set/Sharding/Master-Slave。目前已不推荐使用主从模式；副本集提供的冗余和高可用，可以读写分离，出现故障时自动切换；分片支持部署非常大的数据集，并提高系统的吞吐量。本文只简单介绍一主一备一仲裁的Replica Set方式，主备节点存储数据，仲裁节点不存储数据。
准备环境
192.168.1.40 27011 centos7 PRIMARY（主）
192.168.1.50 27011 centos7 SECONDARY（备用节点）
192.168.1.60 27011 centos7 SECONDARY／ARBITER（备用／仲裁节点）
基本配置
1、创建数据文件夹
mkdir -p /data/mongodb/logs
mkdir -p /data/mongodb/data
mkdir -p /data/mongodb/keyfile
2、配置文件
集群各节点配置文件mongodb.conf如下：
systemLog:
# 日志输出方式。file/syslog,如果是file，需指定path，默认是输出到标准输出流中
destination: file
# 日志文件的路径
path: /data/mongodb/logs/mongodb.log
# 是否追加方式写入日志，默认True
logAppend: true
# 为true时mongod/mongos 将会尝试减少日志的输出量
quiet: false
net:
# 设置端口
port : 27011
# 绑定ip地址访问mongodb，多个ip逗号分隔
bindIp : 0.0.0.0
processManagement:
# 是否以守护进程方式运行，默认false
fork: true
# pid文件路径
pidFilePath: /data/mongodb/mongo.pid
storage:
journal:
enabled: true
# 数据库文件位置
dbPath: /data/mongodb/data
# 存储引擎，mmapv1/wiredTiger/inMemory 默认wiredTiger
engine: wiredTiger
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 2
# 为 true，将数据和索引会分成两个目录 index/collection 存储
directoryForIndexes: false
# 日志压缩，默认压缩算法 snappy，可以选择 zlib
journalCompressor: zlib
collectionConfig:
blockCompressor: zlib
indexConfig:
prefixCompression: true
security:
# 集群中members之间的认证模式，可选值为 “keyFile”、“sendKeyFile”、“sendX509”、“x509”，
# 对mongod/mongos有效
clusterAuthMode: keyFile
# 当 clusterAuthMode 为 “keyFile” 时，此参数指定 keyfile 的位置，mongodb 需要有访问此文件的权限,
# 一般x00即可
keyFile: /data/mongodb/keyfile/jasonhzy.key
# disabled 或者 enabled, 表示是否开启用户访问控制(Access Control)
# 在创建认证用户之前需先disabled，创建完用户之后即可设置enabled，否则不能创建用户
authorization: enabled
replication:
# oplogSize的大小，单位为MB，建议空闲磁盘的5%
oplogSizeMB: 5120
replSetName: jasonhzy
# 性能分析
operationProfiling:
# 认定为查询速度缓慢的时间阈值，超过该时间的查询即为缓慢查询，会被记录到日志中, 单位毫秒，默认100
slowOpThresholdMs: 100
# operationProfiling模式: off关闭profiling/slowOp只包含慢操作日志/all记录所有操作， 默认off
mode: off
3.启动mongodb
mongod -f /data/mongodb/mongodb.conf #三台均启动
4、启动mongodb之后，客户端连接mongodb
mongo --port=27011
配置副本集
客户端连接mongodb之后进行配置
1、配置副本集及权重
> use admin
switched to db admin
> cfg = {
_id : "jasonhzy",
members : [
{_id:0,host:"192.168.1.40:27011", priority : 1},
{_id:1,host:"192.168.1.50:27011", priority : 1},
{_id:2,host:"192.168.1.60:27011", priority : 1, arbiterOnly:true} //仲裁节点
]
};
> rs.initiate(cfg); #使集群cfg配置生效
{ "ok" : 1 }
1）参数描述
_id：Replica Set的名称（需与配置文件mongodb.conf中replication.replSetName保持一致）
priority：表示优先级别，数值越大，表示是主节点
arbiterOnly：true表示仲裁节点
2）除上述之外，另一种添加节点方式：
添加secondary：rs.add({host: "192.168.1.40:27011", priority: 1 })
添加仲裁点：rs.addArb("192.168.1.60:27011")
rs.add({host:"192.168.1.60:27011",arbiterOnly:true})
3）移除节点
rs.remove({host: "192.168.1.40:27017"})
2、查看状态
> rs.status()
{
"set" : "jasonhzy",
"date" : ISODate("2019-03-13T07:46:48.200Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
....
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "192.168.1.40:27011",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 61467,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1553050134, 1),
"t" : NumberLong(34)
},
"optimeDate" : ISODate("2019-03-20T02:48:54Z"),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1553049953, 1),
"electionDate" : ISODate("2019-03-20T02:45:53Z"),
"configVersion" : 5,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "192.168.1.50:27011",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
...
"pingMs" : NumberLong(3)
...
},
{
"_id" : 2,
"name" : "192.168.1.60:27011",
"health" : 1,
"state" : 7,
"stateStr" : "ARBITER",
...
"pingMs" : NumberLong(6)
...
}
],
"ok" : 1
...
}
参数描述：
self: 这个信息出现在执行rs.status()函数的成员信息中
stateStr: 用户描述服务器状态的字符串。stateStr有以下几下状态:
1. PRIMARY：主节点，可读写
2. SECONDARY：备份节点，默认不可读
3. ARBITER: 仲裁者
4. STARTUP：刚加入到复制集中，配置还未加载
5. STARTUP2：配置已加载完，初始化状态(将长期处于该状态，直到同步完所有的数据和索引)
6. RECOVERING：正在恢复，不适用读
7. DOWN：节点不可到达
8. UNKNOWN：未获取其他节点状态而不知是什么状态，一般发生在只有两个成员的架构，脑裂
9. REMOVED：移除复制集
10. ROLLBACK：数据回滚，在回滚结束时，转移到RECOVERING或SECONDARY状态
11. FATAL：出错。查看日志grep “replSet FATAL”找出错原因，重新做同步
uptime: 从成员可到达一直到现在经历的时间，单位是秒。
optimeDate: 每个成员oplog最后一次操作发生的时间，这个时间是心跳报上来的，因此可能会存在延迟
lastHeartbeat: 当前服务器最后一次收到其他成员心跳的时间，如果网络故障等可能这个时间会大于2秒
pingMs: 心跳从当前服务器达到某个成员所花费的平均时间
errmsg: 成员在心跳请求中返回的状态信息，通过是一些状态信息，不全是错误信息。
state: 和stateStr是重复的，都表示成员状态，只是state是内部的叫法。
health: 表示是否服务器可达，可达是1，不可达是0
optime: 与optimeDate表达的信息是一样的，只是表示方式不同，一个是用新纪元开始的毫秒数表示的，
一个是用一种更容易阅读的方式表示。
syncingTo: 表示当前服务器从哪个节点做同步。
由于rs.status()是从执行命令成员本身的角度得出的，由于网路等故障，这份报告可能不准确或者有些过时。
3、修改副本集节点
> cfg = rs.conf()
{
"_id" : "jasonhzy",
"version" : 5,
"protocolVersion" : NumberLong(1),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "192.168.1.40:27011",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {
},
"slaveDelay" : NumberLong(0),
"votes" : 1
},
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.1.50:27011",
"arbiterOnly" : false,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
...
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.1.60:27011",
"arbiterOnly" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
...
}
],
"settings" : {
"chainingAllowed" : true,
"heartbeatIntervalMillis" : 2000,
"heartbeatTimeoutSecs" : 10,
"electionTimeoutMillis" : 10000,
"catchUpTimeoutMillis" : -1,
"catchUpTakeoverDelayMillis" : 30000,
"getLastErrorModes" : {
},
"getLastErrorDefaults" : {
"w" : 1,
"wtimeout" : 0
},
"replicaSetId" : ObjectId("5c88b407092b73db0f7882b9")
}
}
> cfg.members[0].host = "192.168.1.30:27011"
> rs.reconfig(cfg) # 强制更新副本集配置 rs.reconfig(cfg, {"force": true})
参数描述：
version: 每修改一次集群的配置，副本集的version都会+1
protocolVersion: 协议版本
buildIndexes: 默认为true.用来表示同步的时候是否同步索引.如果要设置为false,则必须将priority设置为0
hidden: 表示节点是否为隐藏节点,true即隐藏节点将不对外服务,只是单纯的同步信息。rs.isMaster()方法将
无法查看到隐藏节点的信息,但是可以使用rs.status()查看.设置隐藏节点必须首先将节点的priority设置为0
priority: 表示权重,默认为1,如果将priority设置为0那这个节点将永远无法成为primary节点
slaveDelay: 复制延迟,这个是整数,单位为秒,用来设置复制的延时.一般用来防止误操作,延迟节点必须优先级
设置为0, hidden设置为true,然后设置slaveDelay值
votes: 表示这个节点是否有权利进行投票.
tags: 表示标记,例如可以标记这个节点的作用等
chainingAllowed:表示是否允许链式复制,即某个secondary可以作为其它的secondary的源,默认是true.
heartbeatIntervalMillis:表示heartbeat的间隔时间,默认是没个两秒钟发送一个hearbeat包.
heartbeatTimeoutSecs:表示心跳检测超时时间,默认是10秒.
electionTimeoutMillis:表示选举超时时间,默认是10秒.
复制链问题：
数据复制时可以从主节点直接复制，也可以从备份节点开始复制，从备份节点复制可以形成复制链，如果想禁止复制链，即所有的数据都从主节点复制，可以通过chainingAllowed属性来设置，具体步骤如下：
config=rs.config()
config.settings.chainingAllowed=false
rs.reconfig(config)
4、添加备份／延迟等节点
1）hidden（成员用于支持专用功能）：设置true后此机器在读写中都不可见，并且不会被选举为Primary，但是可以投票，一般用于备份数据
rs.add({"host":"192.168.1.100:27011", "priority":0, "hidden":true})
2）Delayed（成员用于支持专用功能）：可以指定一个时间延迟从primary节点同步数据。主要用于处理误删除数据马上同步到从节点导致的不一致问题。
rs.add({"host":"192.168.1.100:27011", "priority":0, "hidden":true, "slaveDelay":60}) #单位 s
3）Secondary-Only:不能成为primary节点，只能作为secondary副本节点，防止一些性能不高的节点成为主节点。
4）Non-Voting：没有选举权的secondary节点，纯粹的备份数据节点。
具体如下：
| 角色 | primary(能否) | 客户端可见 | 参与投票 | 延迟同步 | 复制数据 |
|---|---|---|---|---|---|
| Default | ✔ | ✔ | ✔ | ✘ | ✔ |
| Secondary-Only | ✘ | ✔ | ✔ | ✘ | ✔ |
| Hidden | ✘ | ✘ | ✔ | ✘ | ✔ |
| Delayed | ✘ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Arbiters | ✘ | ✘ | ✔ | ✘ | ✘ |
| Non-Voting | ✔ | ✔ | ✘ | ✘ | ✔ |
读写分离
mongodb默认是从主节点读写数据的，副本节点上不允许读，需要设置副本节点可以读：
jasonhzy:SECONDARY> db.getMongo().setSlaveOk(); # 或 rs.slaveOk();
支持的几种读取策略(Read Preferences)如下：
| 模式 | 描述 |
|---|---|
| primary | 主节点，默认模式，读操作只在主节点，如果主节点不可用，报错或者抛出异常。 |
| primaryPreferred | 首选主节点，大多情况下读操作在主节点，如果主节点不可用，如故障转移，读操作在从节点。 |
| secondary | 从节点，读操作只在从节点， 如果从节点不可用，报错或者抛出异常。 |
| secondaryPreferred | 首选从节点，大多情况下读操作在从节点，特殊情况（如单主节点架构）读操作在主节点。 |
| nearest | 最邻近节点，读操作在最邻近的成员，可能是主节点或者从节点 |
集群安全认证
集群之间的安全认证
集群之间的复制增加keyFile认证
#生成key
openssl rand -base64 500 > /data/mongodb/keyfile/jasonhzy.key
#修改权限
chmod 600 /data/mongodb/keyfile/jasonhzy.key
将该key放到集群中每一台的机器上，且必须保持一致
修改配置
在mongodb.conf启动配置文件中增加配置项：
security:
keyFile=/data/mongodb/keyfile/jasonhzy.key
主库创建用户
MongoDB内建角色
1、数据库用户角色
read：允许用户读取指定数据库
readWrite：允许用户读写指定数据库
2、数据库管理员角色
dbAdmin：允许用户进行索引创建、删除，查看统计或访问system.profile，但没有角色和用户管理的权限。
userAdmin：提供了在当前数据库中创建和修改角色和用户的能力。
dbOwner： 提供对数据库执行任何管理操作的能力。这个角色组合了readWrite、dbAdmin和userAdmin角色
授予的特权。
3、集群管理角色
clusterAdmin ： 提供最强大的集群管理访问。组合clusterManager、clusterMonitor和hostManager角色的能力，
还提供了dropDatabase操作。
clusterManager ： 在集群上提供管理和监视操作。可以访问配置和本地数据库，这些数据库分别用于分片和复制。
clusterMonitor ： 提供对监控工具的只读访问，例如MongoDB云管理器和Ops管理器监控代理。
hostManager ： 提供监视和管理服务器的能力。
4、备份恢复角色
backup ： 提供备份数据所需的能力，使用MongoDB云管理器备份代理、Ops管理器备份代理或使用mongodump
restore ： 提供使用mongorestore恢复数据所需的能力
5、所有数据库角色
readAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限
readWriteAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限
userAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限
dbAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限
6、超级用户角色
root：提供对readWriteAnyDatabase、dbAdminAnyDatabase、userAdminAnyDatabase、
clusterAdmin、restore和backup的所有资源的访问
7、内部角色
__system : 提供对数据库中任何对象的任何操作的特权
创建用户
1、创建超级用户角色root
jasonhzy:PRIMARY> use admin
jasonhzy:PRIMARY> db.createUser(
{
user:"root",
pwd:"123456",
roles:[{role:"root",db:"admin"}]
}
);
以”forum”数据库为例，创建相应的角色用户：
use forum //创建数据库
2、创建数据库管理员
jasonhzy:PRIMARY> use forum
jasonhzy:PRIMARY> db.createUser({
user: "admin",
pwd: "123456",
roles: [{ role: "dbOwner", db: "forum" }]
});
3、创建数据库用户
1）创建一个可读写的用户
jasonhzy:PRIMARY> use forum
jasonhzy:PRIMARY> db.createUser({
user: "rw",
pwd: "123456",
roles: [{ role: "readWrite", db: "forum" }]
});
2）创建一个只读用户
jasonhzy:PRIMARY> use forum
jasonhzy:PRIMARY> db.createUser({
user: "read",
pwd: "123456",
roles: [{ role: "read", db: "forum" }]
});
安全停止MongoDB进程
MongoDB进程如果直接kill掉进程或机器突然断电等都会可能MongoDB造成数据损坏，所以在停止MongoDB服务的时候，不要用kill -9 或 killall -9 直接干掉MongoDB的进程·
要安全停止可以有两种信号：sigint信号，或者sigterm信号
如何安全kill停止：
kill -2 8888 #其中 8888 为mongod进程号，该进程号可以通过 ps -axu |grep mongo 获取； -2 表示向mongod进程发送sigint信号
kill -4 8888 #其中 8888 为mongod进程号 ，该进程号可以通过 ps -axu |grep mongo 获取； -4 表示向mongod进程发送sigterm信号
mongod进程收到sigint信号或者sigterm信号，会做一些处理：关闭所有打开的连接，将内存数据强制刷新到磁盘，当前的操作执行完毕后在安全停止服务。
推荐停止方法：登录控制台使用mongod命令shutdown的安全停止方式：
mongo -host 127.0.0.1 -port 27011
jasonhzy:PRIMARY> use admin; --使用管理员数据库
jasonhzy:PRIMARY> db.shutdownServer(); --安全关闭MongoDB
常用命令
1、查看oplog状态： rs.printReplicationInfo()
jasonhzy:PRIMARY> rs.printReplicationInfo()
configured oplog size: 51200MB
log length start to end: 720145secs (200.04hrs)
oplog first event time: Wed Mar 13 2019 15:40:55 GMT+0800 (CST)
oplog last event time: Thu Mar 21 2019 23:43:20 GMT+0800 (CST)
now: Thu Mar 21 2019 23:43:29 GMT+0800 (CST)
字段说明：
configured oplog size：配置的oplog文件大小。
log length start to end：oplog日志的启用时间段。
oplog first event time：第一个事务日志的产生时间。
oplog last event time：最后一个事务日志的产生时间。
now：现在的时间。
2、查看复制节点及延迟： rs.printSlaveReplicationInfo()
jasonhzy:PRIMARY> rs.printSlaveReplicationInfo()
source: 192.168.1.50:27011
syncedTo: Fri Mar 22 2019 11:31:57 GMT+0800 (CST)
0 secs (0 hrs) behind the primary
source: 192.168.1.60:27011
syncedTo: Fri Mar 22 2019 11:31:57 GMT+0800 (CST)
0 secs (0 hrs) behind the primary
3、查看服务状态详情: db.serverStatus()
参考资料
