如何创建 MongoDB 副本集

一.介绍

在任务关键型应用程序中部署 MongoDB 数据库时，可以配置副本集以实现高可用性。副本集提供冗余和高可用性，由于没有单点故障，因此可减少灾难期间的停机时间。MongoDB 副本集的最低建议配置是一个主节点和两个辅助节点，但副本集最多可以有 50 个成员。应用程序仅写入主节点，辅助节点复制数据。如果主节点发生故障，副本集将举行选举以选择新的主节点。应用程序可以从辅助数据库读取数据，但不能写入它们。

本指南介绍如何创建 MongoDB 副本集。它在 Ubuntu 20.04 上进行了测试，但其他 Linux 发行版的步骤类似。

二.准备工作

您需要将三台服务器连接到同一个 Vultr VPC。每个服务器都应具有：

• 配置了 sudo 权限的非 root 用户
• MongoDB安装并使用密码保护
• 为清楚起见，本指南对服务器使用以下主机名和专用 IP 地址。您应该用您的值替换这些值。
  • 主：服务器-1 – 10.0.0.1
  • 辅助：服务器-2 – 10.0.0.2
  • 辅助：服务器-3 – 10.0.0.3

三 配置主机文件

MongoDB建议使用DNS主机名而不是副本成员的IP地址。由于 Vultr VPC 是没有 DNS 的私有网络，因此请将私有 IP 地址和主机名添加到主机文件中。在每台服务器上重复这些步骤。

1. 以非 root 用户身份通过 SSH 连接到服务器。
2. 编辑主机文件。

   $ sudo nano /etc/hosts
   

3. 找到下面的行。

   127.0.0.1 localhost
   

4. 输入 IP 地址和主机名，如该行下所示。

   127.0.0.1 localhost
   10.0.0.1 server-1
   10.0.0.2 server-2
   10.0.0.3 server-3
   

5. 保存并关闭文件。

四. 设置复制密钥

副本集中的所有服务器共享一个 base64 密钥。请按照以下步骤安装密钥。

使用该命令在其中一台服务器上生成新密钥。openssl

$ openssl rand -base64 756

你应该得到这样的块。复制此 base64 密钥。您将在以下步骤中使用它。

Yga80PbkHKptRRoONFCPaPzOCFpySgpwNHMA3JS179wyGCOIOYg/FUnDyiIhGe5D
YVQF3o+SliscBiKftsPZ5WBojRREcefAUHOqK7pVBOjT+oYuH6ltMGiDtH26XjVB
... truncated ...
yxJm+UjpN0n8V1pH1LrMJT4FC4Bw3L7vqSnxVbLRnQIiO2Y0ECfyPgepCCNIyuaP
mMSUJ8mmlq4jdfoAKvCspeliSQ/cqaxKfqaTWjzhsLk8eHbU

在每台服务器上重复这些步骤。

1. 创建新的auth_key文件。

   $ sudo nano /var/lib/mongodb/auth_key
   

2. 粘贴您的 base64 密钥。
3. 保存并关闭文件。
4. 将权限设置为 400，使文件对文件所有者只读，对所有其他文件都被拒绝访问。

   $ sudo chmod 400 /var/lib/mongodb/auth_key
   

5. 将所有者和组更改为 mongodb。

   $ sudo chown mongodb:mongodb /var/lib/mongodb/auth_key
   

 五. 配置 MongoDB

在本部分中，你将配置共享密钥、网络接口和副本集名称。在每台服务器上重复这些小节。

5.1. 配置共享密钥

1. 在编辑器中打开 mongod.conf 以执行以下步骤。

   $ sudo nano /etc/mongod.conf
   

2. 找到安全部分。

   security:
     authorization: enabled
   #operationProfiling:
   

3. 在授权：行下，添加键文件值，如下所示。

   security:
     authorization: enabled
     keyFile: /var/lib/mongodb/auth_key
   #operationProfiling:
   

5.2. 配置网络接口

1. 找到网络接口部分。

   # network interfaces
   net:
     port: 27017
     bindIp: 127.0.0.1
   

2. 将环路接口 （127.0.0.1） 之后的相应服务器名称添加到每个服务器。例如：

   在服务器 1 上：

   # network interfaces
   net:
     port: 27017
     bindIp: 127.0.0.1, server-1
   

   在服务器 2 上：

   # network interfaces
   net:
     port: 27017
     bindIp: 127.0.0.1, server-2
   

   在服务器 3 上：

   # network interfaces
   net:
     port: 27017
     bindIp: 127.0.0.1, server-3
   

5.3. 配置副本集名称

1. 找到复制部分。

   #replication:
   

2. 从复制行中删除注释。在此下方，按所示添加。#replSetName: "rs0"

   replication:
     replSetName: "rs0"
   

3. 在主节点上重新启动 MongoDB。

   $ sudo systemctl restart mongod
   

4. 在辅助节点上重新启动 MongoDB。

   $ sudo systemctl restart mongod
   

 六. 引导副本集

在本部分中，你将节点添加到副本集并引导复制过程。

1. 在主节点上，登录到MongoDB。

   $ mongosh -u your_admin_name -p --authenticationDatabase admin
   

2. 输入您的管理员帐户的密码，然后按继续。ENTER
3. 运行以下命令以添加副本集成员。

   test> rs.initiate(
         {
         _id: "rs0",
         members: [
             { _id: 0, host: "server-1" },
             { _id: 1, host: "server-2" },
             { _id: 2, host: "server-3" }
             ]
         })
   

4. 当副本集启动时，应收到以下响应。请注意，提示符更改为 。rs0 [direct: secondary] test>

   { ok: 1 }
   rs0 [direct: secondary] test>
   

5. 创建示例company_db数据库。

   rs0 [direct: secondary] test> use company_db
   

6. 您应该会收到以下响应，提示更改为 。此成员现在是主节点。rs0 [direct: primary] company_db>

   switched to db company_db
   rs0 [direct: primary] company_db>
   

7. 在company_db数据库的新员工集合中插入示例记录。

   rs0 [direct: primary] company_db> db.employees.insertOne({   
                                     "staff_id" : 1,
                                     "staff_name" : "JOHN DOE",
                                     "phone" : "11111111"  
                                     })
   

8. 您应该得到下面的输出。

   {
     acknowledged: true,
     insertedId: ObjectId("621dcf1abdb5b0c5e59294d9")
   }
   

9. 在每个辅助节点上，登录到MongoDB。

   $ mongosh -u your_admin_name -p --authenticationDatabase admin
   

10. 输入您的管理员帐户的密码，然后按继续。ENTER
11. 您应该会看到下面的提示，显示成员是辅助节点。

    rs0 [direct: secondary] test>
    

12. 在每个辅助节点上，切换到company_db。

    rs0 [direct: secondary] test> use company_db
    

13. 应得到以下输出。

    switched to db company_db
    

14. 在每个辅助节点上运行以下命令，以允许它们接受读取命令。

    rs0 [direct: secondary] company_db> db.getMongo().setReadPref('primaryPreferred')
    

15. 列出员工集合中的文档。

    rs0 [direct: secondary] company_db> db.employees.find()
    

16. 您应该在每个辅助节点上获得以下输出，该输出显示副本集将数据复制到每个节点。

    [
      {
        _id: ObjectId("621dcf1abdb5b0c5e59294d9"),
        staff_id: 1,
        staff_name: 'JOHN DOE',
        phone: '11111111'
      }
    ]
    

17. 尝试在任何辅助节点上添加新的员工记录。

    rs0 [direct: secondary] company_db> db.employees.insertOne({   
                                      "staff_id" : 2,
                                      "staff_name" : "MARY ROE",
                                      "phone" : "22222222"  
                                      })
    

18. 该命令应失败。辅助节点是只读的。

    MongoServerError: not primary
    

19. 如果停止主服务器或主服务器脱机，副本集将选择其中一个辅助节点作为新的主节点。

    $ sudo systemctl stop mongod