前言：

         有一个使用 mongodb 做数据库的项目要上生产了，所以在生产环境规划了两台机器用于搭建数据库主从，但是调研搭建的过程中发现主从模式还是有些缺陷，mongodb 提供了另一种复制模式替代主从模式。

一、mongodb 的几种部署模式

mongodb 总共有四种部署模式：

1.单机模式；

2.主从模式；主节点挂了，需要手动把从节点切换成主节点继续提供服务。

3.复制模式；主节点挂了，复制节点会自动选举新的主节点。

4.集群模式；磁盘瓶颈，单节点能力瓶颈推荐使用集群模式进行能力扩展。

二、复制模式

Primary选举

复制集通过 replSetInitiate 命令（或mongoshell的rs.initiate()）进行初始化，初始化后各个成员间开始发送心跳消息，并发起 Primary 选举操作，获得大多数成员投票支持的节点，会成为 Primary，其余节点成为 Secondary。

“大多数”的定义

假设复制集内投票成员数量为N（Primary+Secondary），则大多数为 N/2 + 1，当复制集内存活成员数量不足大多数时，整个复制集将无法选举出Primary，复制集将无法提供写服务，处于只读状态。

投票成员数	大多数	容忍失效数
1	1	0
2	2	0
3	2	1
4	3	1
5	3	2
6	4	2
7	4	3

根据上表，N 最少也需要3个。

特殊的Secondary节点

每个复制节点都有优先级，选举时一般会先选优先级最大的。另外还有两类特殊 Secondary 节点，一类是优先级为0的（从Primary复制数据，不会被选为Primary），另一类是Arbiter（不复制数据，只有选举功能，可参与投票，本身不会被选为Primary）。

三、复制模式部署

1.搭建规划：

        因为之前是计划主从模式部署，只申请了两台机器，后面调研发现复制模式比较好，所以计划是 Primary + Secondary + Arbiter 部署，Primary 使用一台服务器，Secondary + Arbiter 使用另一台服务器。

搭建之前先找一台机器模拟搭建下，相关版本信息如下：

机器配置和mongodb版本：

服务器：Alibaba Cloud Linux release 3 (Soaring Falcon)【对标的reahat8】
mongodb版本：5.0.5

规划启动三个 mongodb 进程，分别占用27017（Primary ）、27018（Secondary ）、27019（Arbiter ）端口；每个部署相对独立，部署可参考linux 单机部署 mongodb。

目录规划：

# 端口27017的mongodb目录
/apps/program/mongodb-0

# 端口27018的mongodb目录
/apps/program/mongodb-1

# 端口27019的mongodb目录
/apps/program/mongodb-2


每个目录下另创建目录
data    存放数据
logs    存放日志
etc    存放配置文件

2.配置文件

Primary 配置文件如下，另外两个配置文件相应修改目录和端口即可。

systemLog:
  # 日志输出目的地，可以指定为“ file”或者“syslog”
  destination: file
  # 日志存储路径
  path: /apps/program/mongodb-0/logs/mongodb.log
  logAppend: true
storage:
  # 是否开启journal日志持久存储
  journal:
    enabled: true
  dbPath: /apps/program/mongodb-0/data
  # 是否将不同DB的数据存储在不同的目录中
  directoryPerDB: true
  engine: wiredTiger
  wiredTiger:
    engineConfig:
	  # 数据占用内存的大小
      cacheSizeGB: 0.5
processManagement:
  # 是否后台启动
  fork: true
  # 进程文件
  pidFilePath: /apps/program/mongodb-0/mongod.pid
net:
  # 可访问的地址
  bindIp: 0.0.0.0
  # 进程端口
  port: 27017
security:
  # 是否开启用户访问控制
  authorization: enabled
  # 集群之间的认证模式
  clusterAuthMode: keyFile
  # 当认证模式为keyFile时，该文件的路径
  keyFile: /apps/program/mongodb-0/keyFile
replication:
  # oplog的大小，类似mysql的binlog
  oplogSizeMB: 512
  # 复制集的名称
  replSetName: fuzhiji

keyFile 的内容其实没有太多约束，例如可以使用 openssl 随机生成100字符的base64编码：

openssl rand -base64 100 > ./keyFile

keyFile 权限是 400，复制集的每个keyFile要完全一致。

3.启动 mongodb

切换到mongodb的bin目录下，分别使用对应的配置文件启动三个进程：

./mongod -f /apps/program/mongodb-*/etc/mongodb.conf

4.配置复制集

登录任意一个可用mongodb数据库：

# 登入任意一台数据库
./mongo --host localhost --port 27017

# 声明复制集的配置
config={_id:'fuzhiji',
    members:[
        {_id: 0, host: 'localhost:27017',priority:2},
        {_id: 1, host: 'localhost:27018',priority:1},
        {_id: 2, host: 'localhost:27019',arbiterOnly:true}
    ]
}

#复制集配置生效
rs.initiate(config)

命令执行后，该连接命令窗口就会出现该连接的节点属性：

5.其他命令 

# 查看当前复制集集群中成员的配置
rs.config()

# 查看主节点
db.isMaster()

# 查看复制集集群成员状态
rs.status()

# 新增节点到复制集
rs.add('ip:port')

# 从复制集删除节点
rs.remove('ip:port')

# 新增仲裁节点
rs.addArb('ip:port')

# 允许在Secondary节点可以进行查询，需要在副本节点上操作
rs.secondaryOk()

# 查看当前连接
db.getMongo()

# 修改节点优先级，需要在Primary节点操作，操作前需要切到 admin 进行认证
config=rs.config()
config.members[1].priority=5
rs.reconfig(config)

四、参考文档

1.官方配置文件说明：5.0版本配置文件配置项

2.mongodb配置文件详解