架构实战项目心得（六）：后台服务nosql数据库mongodb

一、架构介绍
        mongodb有几种部署方式，这里采用的是副本集架构（Replica Set）。
        为了防止单点故障就需要引副本（Replication），当发生硬件故障或者其它原因造成的宕机时，可以使用副本进行恢复，最好能够自动的故障转移（failover）。有时引入副本是为了读写分离，将读的请求分流到副本上，减轻主（Primary）的读压力。而Mongodb的Replica Set都能满足这些要求。
        Replica Set的一堆mongod的实例集合，它们有着同样的数据内容。包含三类角色：
        主节点（Primary）：接收所有的写请求，然后把修改同步到所有Secondary。一个Replica Set只能有一个Primary节点，当Primary挂掉后，其他Secondary或者Arbiter节点会重新选举出来一个主节点。默认读请求也是发到Primary节点处理的，需要转发到Secondary需要客户端修改一下连接配置。
        副本节点（Secondary）：与主节点保持同样的数据集。当主节点挂掉的时候，参与选主。
        仲裁者（Arbiter）：不保有数据，不参与选主，只进行选主投票。使用Arbiter可以减轻数据存储的硬件需求，Arbiter跑起来几乎没什么大的硬件资源需求，但重要的一点是，在生产环境下它和其他数据节点不要部署在同一台机器上。
注意，一个自动failover的Replica Set节点数必须为奇数，目的是选主投票的时候要有一个大多数才能进行选主决策。
     
        由图可以看到客户端连接到整个副本集，不关心具体哪一台机器是否挂掉。主服务器负责整个副本集的读写，副本集定期同步数据备份，一但主节点挂掉，副本节点就会选举一个新的主服务器，这一切对于应用服务器不需要关心。我们看一下主服务器挂掉后的架构：
 
        副本集中的副本节点在主节点挂掉后通过心跳机制检测到后，就会在集群内发起主节点的选举机制，自动选举一位新的主服务器。

二、安装部署
    选择三台服务器：10.211.55.7（主节点）   10.211.55.8（副本节点）  10.211.55.9（副本节点）
    下载mongodb：wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-3.4.7.tgz
    解压到：/data/program/software
    文件夹重命名为mongodb
    进入mongodb目录：cd /data/program/software/mongodb
    新建两个文件夹：mkdir db
                mkdir logs
    进入bin目录cd /data/program/software/mongodb/bin
    新建配置文件：touch mongodb.conf
              dbpath=/data/program/software/mongodb/db
              logpath=/data/program/software/mongodb/logs/mongodb.log
              port=27017
              fork=true
              nohttpinterface=true

分别三台服务器上启动mongodb：

/data/program/software/mongodb/bin/mongod --replSet repset -f

/data/program/software/mongodb/bin/mongodb.conf

各个服务器查看，都已经启动：
            [root@bigdata3 bin]# ps -ef|grep mongodb

root      2574     1  1 22:09 ?   00:00:00 /data/program/software/mongodb/bin/mongod --replSet repset -f /data/program/software/mongodb/bin/mongodb.conf

PS：如果启动遇到问题，一般是openssl的问题（没有依赖libcrypto.so.10）：

yum install openssl-devel

在三台机器上任意一台机器登陆mongodb：
            /data/program/software/mongodb/bin/mongo
    使用admin数据库
            use admin
    定义副本集配置变量，这里的_id:”repset”和上面命令参数--replSet repset保持一致
  config = { _id:"repset", members:[{_id:0,host:"10.211.55.7:27017"},{_id:1,host:"10.211.55.8:27017"},{_id:2,host:"10.211.55.9:27017"}]}
初始化副本集群：

rs.initiate(config);

表示成功
查看集群节点的状态：
 rs.status();
如下结果：
{
 "set" : "repset",
 "date" : ISODate("2017-09-21T14:30:17.190Z"),
 "myState" : 1,
 "term" : NumberLong(1),
 "heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
 "optimes" : {
  "lastCommittedOpTime" : {
   "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
   "t" : NumberLong(1)
  },
  "appliedOpTime" : {
   "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
   "t" : NumberLong(1)
  },
  "durableOpTime" : {
   "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
   "t" : NumberLong(1)
  }
 },
 "members" : [
  {
   "_id" : 0,
   "name" : "10.211.55.7:27017",
   "health" : 1,
   "state" : 2,
   "stateStr" : "SECONDARY",
   "uptime" : 111,
   "optime" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDurable" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "optimeDurableDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "lastHeartbeat" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.070Z"),
   "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.887Z"),
   "pingMs" : NumberLong(0),
   "syncingTo" : "10.211.55.9:27017",
   "configVersion" : 1
  },
  {
   "_id" : 1,
   "name" : "10.211.55.8:27017",
   "health" : 1,
   "state" : 2,
   "stateStr" : "SECONDARY",
   "uptime" : 111,
   "optime" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDurable" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "optimeDurableDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "lastHeartbeat" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.070Z"),
   "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-09-21T14:30:16.877Z"),
   "pingMs" : NumberLong(0),
   "syncingTo" : "10.211.55.9:27017",
   "configVersion" : 1
  },
  {
   "_id" : 2,
   "name" : "10.211.55.9:27017",
   "health" : 1,
   "state" : 1,
   "stateStr" : "PRIMARY",
   "uptime" : 163,
   "optime" : {
    "ts" : Timestamp(1506004207, 1),
    "t" : NumberLong(1)
   },
   "optimeDate" : ISODate("2017-09-21T14:30:07Z"),
   "infoMessage" : "could not find member to sync from",
   "electionTime" : Timestamp(1506004115, 1),
   "electionDate" : ISODate("2017-09-21T14:28:35Z"),
   "configVersion" : 1,
   "self" : true
  }
 ],
 "ok" : 1
}
三、测试集群功能
    主节点连接到终端：
            mongo 127.0.0.1
    连接test数据库：
            use test；
    往testdb表里插入数据
            db.testdb.insert({"test1":"testval1"})
    在副本节点连接查询：
            ./mongo 10.211.55.7:27107
    使用test数据库：user test;
    查询表格：show tables;
    报错如下：
 
    mongodb默认是从主节点读写数据，副本节点上不允许读，设置副本节点可读。
            db.getMongo().setSlaveOk();
    然后就可以查询复制过来的数据了
            repset:SECONDARY> db.testdb.find();
            { "_id" : ObjectId("59c3cf8bf21850357d5392ba"), "test1" : "testval1" }

测试集群恢复功能，去停掉主节点：
    然后查看节点状态，发现7和8中有一台变为了PRIMARY，然后再启动主节点观察状态。