Mongodb 集群加keyFile认证

介绍

自从远古计绳结开始，数据库的存储就注定了今天的地位和多样性，Nosql的出现更是解决了现有的关系型数据库无法解决的一些难题，对高性能，灵活度，扩展性，海量数据的问题。随之而出现的高速内存索引数据库、列式存储、图像存储等等，这篇文章主要讲的是mongodb文档型数据库，mongodb目前也在各种大中小型创业型公司大受欢迎，占据了一定的地位。文章讲解的是如何搭建一个安全认证的mongodb集群（安全认证还是很重要，各大数据库被沦陷后，怎么有效预防被勒索比特币….）

mongodb集群有三种模式，主从模式，副本集模式、sharding分片模式。主从模式官网也不再推荐上生产环境，主要是安全性太低。副本集和sharding模式目前是用的最广的方案，通常这2种方案的选择通过数据量和并发数来权衡。在GB级别的基本上副本集方案可满足，TB级别或以上采用sharding模式，解决单机容量和单机并发能力。这两种既有自己的优势也有自己的缺点，比如sharding模式分片越多，性能自然下降越多。

进入正题，讲解副本集的搭建以及配置安全认证。副本集有两种方案，一种是有仲裁节点（Arbiter

），如图1，一种是不含仲裁节点，如图2所示。

图1 一主一从一仲裁

图2 多节点副本

当数据节点为偶数时候需要增加仲裁节点，故障时候仲裁新的主，当数据节点为奇数时候无需仲裁节点，根据id优先级选举新的主。仲裁节点本身不存储数据，如果配置仲裁节点使用虚拟机即可。本文为了节约机器提高数据的安全度使用的是不带仲裁节点的方案：

一、     环境：

系统：Ubuntu 16.04.02 LTS

mongodb版本：https://www.mongodb.org/dr/fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-3.4.2.tgz

服务器：

Mongodb 主机	服务器端口地址	默认角色
mongodb主机 1	10.10.1.163:30010	primary
mongodb主机 2	10.10.1.109: 30010	secondary
mongodb主机 3	10.10.1.110: 30010	secondary

二、     安装mogodb

2.1 创建mongo用户

略（如果root启动，可忽略本步骤，启动用户是mongo就必须集群目录授权mongo用户）

2.2 集群目录

创建mongo集群目录，最好三台配置都一样，方便维护（以下操作三台服务器均一样）；

解压二进制压缩包并复制到/usr/local目录下

tar xzf mongodb-linux-x86_64-3.4.2.tgz

mv mongodb-linux-x86_64-3.4.2 mongodb-3.4.2

ln –s mongodb-3.4.2 mongodb

创建集群目录：

mkdir –p data/mongo_set/$集群名字/30010

配置集群的配置文件：

# usercenter replset master

bind_ip=10.10.1.163

#指定服务器监听的端口，默认是27017

port=30010

#集群名字

replSet=test_set

#以守护进程的方式运行MongoDB

fork=true

#一个数据库一个文件夹

directoryperdb=true

##启用日志选项，MongoDB的数据操作将会写入到journal文件夹的文件里

journal = true

# 在收到客户数据,检查的有效性

objcheck=true

#操作日志大小限制2G

oplogSize=2000

#pidfile

pidfilepath=/data/mongo_set/test_set/30010/mongo_m30010.pid

#指定数据目录，默认是/data/db/。每个mongod进程都需要独立的目录，

#启动mongod时就会在数据目录中创建mongod.lock文件，防止其他mongod进程使用该数据目录。

dbpath=/data/mongo_set/test_set/30010

#指定日志输出路径，如果不指定则会在终端输出。每次启动都会覆盖原来的日志，如果不想覆盖就要用--logappend选项

logpath=/data/mongo_set/test_set/30010/mongo30010.log

logappend=true

#auth=true

#0：关闭，不收集任何数据。1：收集慢查询数据，默认是100毫秒。2：收集所有数据

profile=2

slowms=100

#.禁止HTTP状态接口

nohttpinterface=true

#.禁止REST接口-在生产环境下建议不要启用MongoDB的REST接口

rest=false

2.3 三台主机分别启动mongodb

Primary启动： /usr/local/mongodb/bin/mongod –f  /data/mongo_set/test_set/30010/mongodb_m30010.conf

Secondary1:   /usr/local/mongodb/bin/mongod –f  /data/mongo_set/test_set/30010/mongodb_s30010.conf

Secondary2:   /usr/local/mongodb/bin/mongod –f  /data/mongo_set/test_set/30010/mongodb_s30010.conf

三、     配置副本集

3.1 配置主primary

此时我们并没有配置任何认证账户，我们登录主库：

root@xxxx:~#mongo 10.10.1.163:30010

MongoDB server version: 3.4.2

Server has startup warnings:

2017-03-10T20:08:31.847+0800 I STORAGE  [initandlisten]

2017-03-10T20:08:31.847+0800 I STORAGE  [initandlisten] ** WARNING: Using the XFS filesystem is strongly recommended with the WiredTiger storage engine

2017-03-10T20:08:31.847+0800 I STORAGE  [initandlisten] **          See http://dochub.mongodb.org/core/prodnotes-filesystem

2017-03-10T20:08:32.115+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: You are running this process as the root user, which is not recommended.

2017-03-10T20:08:32.115+0800 I CONTROL  [initandlisten]

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten]

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: You are running on a NUMA machine.

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] **          We suggest launching mongod like this to avoid performance problems:

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] **              numactl --interleave=all mongod [other options]

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten]

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled is 'always'.

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] **        We suggest setting it to 'never'

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten]

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag is 'always'.

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] **        We suggest setting it to 'never'

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten]

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten] ** WARNING: soft rlimits too low. rlimits set to 65535 processes, 655350 files. Number of processes should be at least 327675 : 0.5 times number of files.

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten]

test_set:PRIMARY>

test_set:PRIMARY> use admin

switched to db admin

3.2 配置副本几点及权重

test_set:PRIMARY> config_test={_id : 'usercenter',members : [{_id : 0, host : '10.10.1.1.163:30010'},{_id : 1, host : '10.10.1.109:30010'},{_id : 2, host : '10.10.1.110:30010'}]}

#初始化副本集

test_set:PRIMARY> rs.initiate(config_ test);

{ "ok" : 1 }

3.3查看副本集群状态

test_set:PRIMARY> rs.status()

{

"set" : "test_set",

"date" : ISODate("2017-03-11T08:25:02.832Z"),

"myState" : 1,

"term" : NumberLong(5),

"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),

"optimes" : {

"lastCommittedOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"appliedOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"durableOpTime" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

}

},

"members" : [

{

"_id" : 0,

"name" : "10.10.1.163:30010",

"health" : 1,

"state" : 1,

"stateStr" : "PRIMARY",

"uptime" : 72991,

"optime" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"optimeDate" : ISODate("2017-03-11T08:24:54Z"),

"electionTime" : Timestamp(1489147722, 1),

"electionDate" : ISODate("2017-03-10T12:08:42Z"),

"configVersion" : 1,

"self" : true

},

{

"_id" : 1,

"name" : "10.10.1.109:30010",

"health" : 1,

"state" : 2,

"stateStr" : "SECONDARY",

"uptime" : 72980,

"optime" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"optimeDurable" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"optimeDate" : ISODate("2017-03-11T08:24:54Z"),

"optimeDurableDate" : ISODate("2017-03-11T08:24:54Z"),

"lastHeartbeat" : ISODate("2017-03-11T08:25:02.583Z"),

"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-03-11T08:25:01.359Z"),

"pingMs" : NumberLong(0),

"syncingTo" : "10.10.1.163:30010",

"configVersion" : 1

},

{

"_id" : 2,

"name" : "10.10.1.110:30010",

"health" : 1,

"state" : 2,

"stateStr" : "SECONDARY",

"uptime" : 72971,

"optime" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"optimeDurable" : {

"ts" : Timestamp(1489220694, 1),

"t" : NumberLong(5)

},

"optimeDate" : ISODate("2017-03-11T08:24:54Z"),

"optimeDurableDate" : ISODate("2017-03-11T08:24:54Z"),

"lastHeartbeat" : ISODate("2017-03-11T08:25:02.442Z"),

"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2017-03-11T08:25:01.007Z"),

"pingMs" : NumberLong(0),

"syncingTo" : "10.10.1.163:30010",

"configVersion" : 1

}

],

"ok" : 1

}

test_set:PRIMARY>

3.4 查看副本同步状态

test_set:PRIMARY>  db.printSlaveReplicationInfo();

source: 10.10.1.109:30010

syncedTo: Sat Mar 11 2017 16:25:24 GMT+0800 (CST)

0 secs (0 hrs) behind the primary

source: 10.10.1.110:30010

syncedTo: Sat Mar 11 2017 16:25:24 GMT+0800 (CST)

0 secs (0 hrs) behind the primary

一切ok，该副本集搭建完成。目前副本集架构如下所示：

四、     增加安全认证机制KeyFile

4.1 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 745 > /data/mongo_set/usercenter/30010/mongodb-keyfile

chmod 600 /data/mongo_set/usercenter/30010/mon-keyfile

# 该key的权限必须是600

将该key放到集群中机器的每一台上，记住必须保持一致，权限设置成600；

4.2 修改配置

在mongodb.conf启动配置文件中增加配置项

#安全认证机制

keyFile=/data/mongo_set/test_set/30010/mon-keyfile

4.3 主库配置用户

也可后面配置，开启keyfile认证就默认开启了auth认证了，为了保证后面可以登录，我提前创建了用户：

先创建管理员账户

db.createUser(

{

user:"admin",

pwd:"xxxxxx",

roles:[{role:"userAdminAnyDatabase",db:"admin"}]

}

);

db.createUser( {

user: "root",

pwd: "xxxxxxx",

roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]

});

#认证用户

db.auth("admin","xxxxxxx")

db.auth("root","xxxxxxx")

4.4 重启进入

重新启动mongodb，记住重新启动时候，keyfile的指定如果没有在配置文件中配置，就必须启动时候使用参数keyfile指定，关闭顺序注意下，mongodb集群有自动切换主库功能，如果先关主库，主库就切换到其它上面去了，这里预防主库变更，从库关闭后再关闭主库。

mongo 10.10.1.163:30010/admin -u root –p

2017-03-10T20:08:32.116+0800 I CONTROL  [initandlisten]

test_set:PRIMARY> use admin

switched to db admin

重新查看从库和集群状态都是正常。

五、     创建用户和用户数据库

5.1 启动认证

开启了安全认证就可以开始对每个数据库进行安全认证了，首先给用户创建一个数据库：

test_set:PRIMARY> use user_test

switched to db user_test

mongodb创建数据库直接use即可，此时show dbs是看不到该库的，需要插入一条数据才会现实出来，这里不演示；

创建用户数据库的用户：

db.createUser(

{

user: “test_user",

pwd: "xxxxxx",

roles: [ { role: "readWrite", db: "user_test" } ]

}

);

创建完成会显示成功，可以用db.system.users.find()查看所有用户验证用户是否存在；

5.2 验证用户登录

#client操作

mongo 10.10.1.163:30010/user_test –u user_test –p

MongoDB shell version v3.4.2

Enter password:

connecting to: mongodb://192.168.1.163:30010/user_center

MongoDB server version: 3.4.2

user_test:PRIMARY>