MongoDB高可用方案之副本集(Replica Set)

共计 5716 个字符，预计需要花费 15 分钟才能阅读完成。

Replicat Set 比起传统的 Master – Slave 结构而言，应用场景更加多，也有了自动 failover 的能力。
在 mongo3.2 的文档中明确写道：

Replica sets replace master–slave replication for most use cases.
If possible, use replica sets rather than master–slave replication for all new production deployments.

本文将简单介绍 mongodb 副本集搭建。

〇副本集结构图

MongoDB 高可用方案之副本集 (Replica Set)
我在此处大致理解为“MySQL 中 1 主 2 从 +mha_manager” 的结构。
Replication 通过 Oplog 实现语句复现。

MongoDB 高可用方案之副本集(Replica Set)

〇副本集成员的属性：
分别为 Primary、Secondary(Secondaries)
Primary 负责处理所有的 write 请求，并记录到 oplog(operation log)中。
Secondary 负责复制 oplog 并应用这些 write 请求到他们自己的数据集中。(有一些类似于 MySQL Replication)

所有的副本集都可以处理读操作，但是需要设置。

最小化的副本集配置建议有三个成员：
1 个 Primary + 2 个 Secondary
或者
1 个 Primary + 1 个 Secondary + 1 个 Arbiter( 仲裁者)

〇 Arbiter 和选举机制：
Arbiter 可以作为副本集的一部分，但它不是一个数据副本，故它不会成为 Primary。
Arbiter 在 Primary 不可用的时候，作为一个选举的角色存在。
如果Arbiter 不存在，Primary 挂掉的情况下，剩下的两个Secondary 则也会进行选举。

在 1 个 Primary + 2 个 Secondary 的情况下，failover 如下：

MongoDB 高可用方案之副本集(Replica Set)

〇搭建

实验结构：
185(Arbiter)(后文用到)
186\187\188(1 个 Primary、2 个 Secondary)

在三台机器上分别创建对应目录然后启动 mongodb：

mkdir –p /data/mongo_replset
mongod ––dbpath=/data/mongo_replset ––logpath=/data/mongo_replset/mongo.log ––fork ––replSet=first_replset

登录任意一台副本集的 mongo shell
此处用的是 192.168.1.187

> use admin

输入：

> cnf = {_id:“first_replset”, members:[
{_id:1, host:“192.168.1.186:27017”},
{_id:2, host:“192.168.1.187:27017”},
{_id:3, host:“192.168.1.188:27017”},
]
}
输出结果：
> {
“_id” : “first_replset”,
“members” : [
{
“_id” : 1,
“host” : “192.168.1.186:27017”
},
{
“_id” : 2,
“host” : “192.168.1.187:27017”
},
{
“_id” : 3,
“host” : “192.168.1.188:27017”
}
]
}

初始化配置：

> rs.initiate(cnf);
{“ok” : 1 }
first_replset:OTHER>
first_replset:PRIMARY>
first_replset:PRIMARY>

此时可以发现该 mongodb 实例已经成为 PRIMARY 了。

可以看一下这个副本集的各个成员的状态：

first_replset:PRIMARY> rs.status();
{
“set” : “first_replset”,
“date” : ISODate(“2016-11-15T08:22:10.316Z”),
“myState” : 2,
“term” : NumberLong(0),
“heartbeatIntervalMillis” : NumberLong(2000),
“members” : [
{
“_id” : 1,
“name” : “192.168.1.186:27017”,
“health” : 1,
“state” : 2,
“stateStr” : “SECONDARY”,
……………………
},
{
“_id” : 2,
“name” : “192.168.1.187:27017”,
“health” : 1,
“state” : 2,
“stateStr” : “PRIMARY”,
……………………
},
{
“_id” : 3,
“name” : “192.168.1.188:27017”,
“health” : 1,
“state” : 2,
“stateStr” : “SECONDARY”,
……………………
}
],
“ok” : 1
}

〇副本集复制状态测试
在PRIMARY上 insert：

[root@192.168.1.187]# mongo 127.0.0.1/test
MongoDB shell version: 3.2.10
connecting to: 127.0.0.1/test
first_replset:PRIMARY> db.test_table.insert({“id”: 1})
WriteResult({ “nInserted” : 1 })
first_replset:PRIMARY> db.test_table.find()
{“_id” : ObjectId(“582abba066fdf9fae28a1ba7”), “id” : 1 }

在 186、188 任意 SECONDARY 上查询：
同 master – slave 结构一样，默认 SECONDARY 是不可读的，需要执行 rs.slaveOk()。

first_replset:SECONDARY> rs.slaveOk()
first_replset:SECONDARY> db.test_table.find()
{“_id” : ObjectId(“582abba066fdf9fae28a1ba7”), “id” : 1 }

〇 failover 测试

此时情况:
187：PRIAMRY
186、188：SECONDARY

停掉 PRIAMRY:

first_replset:PRIMARY> use admin
switched to db admin
first_replset:PRIMARY> db.shutdownServer()
server should be down...
2016–11–15T16:31:25.921+0800 I NETWORK [thread1] trying reconnect to 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed
2016–11–15T16:31:27.299+0800 I NETWORK [thread1] Socket recv() errno:104 Connection reset by peer 127.0.0.1:27017
2016–11–15T16:31:27.299+0800 I NETWORK [thread1] SocketException: remote: (NONE):0 error: 9001 socket exception [RECV_ERROR] server [127.0.0.1:27017]
2016–11–15T16:31:27.299+0800 I NETWORK [thread1] reconnect 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed failed
2016–11–15T16:31:27.302+0800 I NETWORK [thread1] trying reconnect to 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed
2016–11–15T16:31:27.302+0800 W NETWORK [thread1] Failed to connect to 127.0.0.1:27017, reason: errno:111 Connection refused
2016–11–15T16:31:27.302+0800 I NETWORK [thread1] reconnect 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed failed
>

(原 SECONDARY)188 上查到，此时 188 已经为 PRIMARY 了。

first_replset:PRIMARY> rs.status()
{
“set” : “first_replset”,
“date” : ISODate(“2016-11-15T16:31:45.773Z”),
“myState” : 1,
“term” : NumberLong(2),
“heartbeatIntervalMillis” : NumberLong(2000),
“members” : [
{
“_id” : 1,
“name” : “192.168.1.186:27017”,
“health” : 1,
“state” : 2,
“stateStr” : “SECONDARY”,
……………………
},
{
“_id” : 2,
“name” : “192.168.1.187:27017”,
“health” : 0,
“state” : 8,
“stateStr” : “(not reachable/healthy)”,
……………………
},
{
“_id” : 3,
“name” : “192.168.1.188:27017”,
“health” : 1,
“state” : 1,
“stateStr” : “PRIMARY”,
……………………
}
],
“ok” : 1
}

〇在副本集中添加一个属性为 Arbiter 的成员
当然此处只做添加实践，实际上并不建议在 Secondary-Primary-Secondary 的结构上再多一个 Arbiter 成员形成偶数个节点。
文档写到：

Only add an arbiter to sets with even numbers of voting members.
If you add an arbiter to a set with an odd number of voting members, the set may suffer from tied elections.