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MongoDB集群有4种类型#xff0c;分别是主从复制、副本集、分片集群和混合集群。
MongoDB的主从复制是指在一个MongoDB集群中#xff0c;一个节点#xff08;主节点#xff09;将数据写入并同步到其他节点#xff08;从节点#xff09;。主从复制提供…
1、mongo集群分类
MongoDB集群有4种类型分别是主从复制、副本集、分片集群和混合集群。
MongoDB的主从复制是指在一个MongoDB集群中一个节点主节点将数据写入并同步到其他节点从节点。主从复制提供了数据的冗余备份并且可以实现高可用性和故障恢复。 副本集Replica Set副本集由一个主节点和多个从节点组成。主节点负责处理写入操作和数据同步从节点负责处理读取操作。主节点的写入操作会异步地传播到所有从节点保证数据的冗余和可用性。如果主节点不可用从节点可以选举出一个新的主节点实现自动故障转移。 分片集群Sharded Cluster分片集群将数据库分成多个分片每个分片在不同的服务器上存储一部分数据。每个分片都是一个独立的MongoDB实例负责存储和处理一部分数据。分片集群通过路由器将客户端的请求路由到正确的分片上。分片集群可以实现水平扩展提高数据库的吞吐量和性能。 混合集群Mixed Cluster混合集群是复制集群和分片集群的结合。在混合集群中每个分片都是一个复制集群由主节点和从节点组成。这样在每个分片上可以实现故障转移和数据冗余的功能同时通过分片集群的方式实现水平扩展。
每种类型的集群都有其适用场景和优势选择合适的集群类型需要根据具体的业务需求和数据库规模来决定。下面演示如何使用docker部署副本集。
2、docker部署mongo副本集
2.1、配置mongo容器
新建容器卷目录
mkdir mongo01 cd mongo01
mkdir -p conf data logs
cd conf
touch mongod.conf
编辑mongod.conf文本内容
##设置数据存储目录
dbpath/data/db
##设置日志存储文件
##logpathdata/log/mongod.log
##日志追加模式
logappendtrue
##允许客户端任意ip连接
bind_ip0.0.0.0
##绑定端口
port27017
##副本集名称(非常重要)
replSetrs批量创建4个节点挂载卷目录及端口映射
#!/bin/bash
docker run -d --name mongo01 -p 27018:27017 --privilegedtrue -v ./mongo01/data:/data/db -v ./mongo01/conf:/data/configdb -v ./mongo01/logs:/data/log/ mongo -f /data/configdb/mongod.conf
docker run -d --name mongo02 -p 27019:27017 --privilegedtrue -v ./mongo02/data:/data/db -v ./mongo02/conf:/data/configdb -v ./mongo02/logs:/data/log/ mongo -f /data/configdb/mongod.conf
docker run -d --name mongo03 -p 27020:27017 --privilegedtrue -v ./mongo03/data:/data/db -v ./mongo03/conf:/data/configdb -v ./mongo03/logs:/data/log/ mongo -f /data/configdb/mongod.conf
docker run -d --name mongo04 -p 27021:27017 --privilegedtrue -v ./mongo04/data:/data/db -v ./mongo04/conf:/data/configdb -v ./mongo04/logs:/data/log/ mongo -f /data/configdb/mongod.conf 通过docker exec进入第一个容器内部
docker exec -it mongo01 mongo
2.2、副本集操作命令
在 MongoDB 中副本集Replica Set使用一系列特定的命令来进行管理和操作。以下是一些常用的 MongoDB 副本集命令
rs.add()添加成员到复制集rs.addArb()添加仲裁节点rs.conf()查看复制集配置rs.freeze()阻止当前节点进行选举和接受写操作rs.help()用户帮助手册rs.initiate()初始化副本集rs.reconfig()修改副本集的配置rs.remove()remove(hostname:port) - 从副本集中移除指定的成员rs.secondaryOk()允许连接到副本集的 secondary 成员rs.status()查看副本集状态rs.stepDown()强制当前主节点成为 secondary 节点
2.3、关于主节点的选举
副本集在选取主节点的时候需要由大多数决定主节点只有在得到大多数支持才能继续作为主节点。这里的大多数定义为“副本集一半以上的成员”如下表所示
副本集中的成员总数副本集中的大多数1 1223243536474
注意副本集中的大多数是基于副本集的配置来计算的。即使副本集中有些成员停止运行或者不可用时不改变副本集的成员总数。
从上表可以看出MongoDB副本集最少需要3个节点才能正常处理节点宕机的情况。一个副本集包含一个主节点Primary和若干个从节点Secondary以及一个仲裁节点Arbiter。主节点负责处理所有的写操作并将数据同步到从节点上。从节点则负责复制主节点的数据并可以处理读请求。仲裁节点用于在选举新的主节点时进行投票。
如下图所示假如有一个包含5个成员的副本集其中db1到db3不可用db4db5可以正常工作。这2个成员不能达到副本集的大多数成员规则至少需要3个成员因此无法选举出主节点。即使这2个成员其中一个之前是主节点那么当它注意到无法得到大多数成员支持时就会从主节点上退位。最终结果是副本集包含2个从节点和3个无法访问的成员了。
那为什么剩下的2个成员不能选择出主节点呢问题在于db1到db3可能没有宕机而只是因为网络故障不可达地理隔离。在这种情况下左侧的3个成员将选举出一个主节点。我们不希望因为地理隔离而导致两边网络各自选择出一个主节点因为那样副本集就拥有两个主节点2个主节点都可以写入数据的话整个副本集的数据便混乱了。只有得到“大多数成员支持”的情况才能选举和维持主节点这是避免出现多个主节点的有效方式。 2.4、配置副本集
本文设置3个节点1个仲裁节点。
rs.initiate({_id:rs,members:[{_id:0,host:192.168.0.121:27018},{_id:1,host:192.168.0.121:27019},{_id:2,host:192.168.0.121:27020},{_id:3,host:192.168.0.121:27021,arbiterOnly:true}]})关于仲裁节点
MongoDB副本集中只能有一个仲裁节点。仲裁节点是在副本集中用于投票和选举新主节点的节点。它不存储任何数据只提供投票的功能。
2.5、navicat连接mongo副本集
专业版的navicat客户端不仅可以操作关系型数据库也可以连接mongo如下所示 3、副本集测试案例
3.1、主节点进行写操作
进入主节点插入测试数据
use test;
db.game.insert({name:LuckyDefense})3.2、从节点无法写数据默认也无法读数据
exit退出容器进入第二个节点从节点
docker exec -it mongo02 bash
执行命令
show databases; 从节点可能会因为延迟而缺少最新的写入数据所以默认从节点不允许读取以防止应用程序意外读取过期数据。如果期望在从节点进行查询操作可以执行以下命令即可。
rs.secondaryOk()然而在从节点尝试执行写入数据会出现以下报错 报错显示从节点不接受写操作。从节点只能通过复制功能写入数据不接受客户端的写操作。
3.3、模拟节点宕机
当其中一个节点崩溃服务对外仍可工作。模拟节点宕机情况执行
docker stop mongo01
从navicat可以检测到副本集的状态总共4个节点剩余3个节点可以重新选择新主节点如下 继续删除一个节点
docker stop mongo02
发现集群已经不可用。
