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MongoDB 单节点升级为副本集高可用集群

2021年1月20日 1条评论 4.87k次阅读 16人点赞 HEBIN
文章目录
项目背景
副本集架构
升级架构前注意事项
一、原单节点MongoDB配置信息
1.1 原配置文件
1.2 在原来配置文件增加副本集配置
二、新增节点信息
2.1 新增节点配置文件
2.2 启动3个节点
三、初始化副本集
3.1 初始化配置
3.2 对副本集进行初始化
3.3 查看副本集状态
四、副本集开启认证
4.1 通过主节点添加一个超级管理员账号
4.2 创建副本集认证的key文件
4.3 修改MongoDB配置文件，开启认证
4.4 验证副本集认证

项目背景

由于历史原因，我们有一个作数据同步的业务，生产环境中MongoDB使用的是单节点。但随着业务增长，考虑到这个同步业务的重要性，避免由于单节点故障造成业务停止，所以需要升级为副本集保证高可用。

 

副本集架构

下面这架构图是这篇文章需要实现的MongoDB副本集高可用架构：

MongoDB_ReplicaSetArchitecture-2.png

 

升级架构前注意事项

在生产环境中，做单节点升级到集群前，一定要先备份好mongodb的所有数据，避免操作失误导致数据丢失。

并且在保证在升级期间不会有程序连接到MongoDB进行读写操作，建议停服务升级，且在凌晨业务低峰期，进行操作。

 

一、原单节点MongoDB配置信息

IP: 192.168.30.207
Port: 27017

1.1 原配置文件

systemLog:
  destination: file   
  logAppend: true  
  path: /home/server/mongodb/logs/mongodb.log

storage:
  journal:
    enabled: true
  dbPath: /home/server/mongodb/data
  directoryPerDB: true
  wiredTiger:
     engineConfig:
        cacheSizeGB: 1
        directoryForIndexes: true
     collectionConfig:
        blockCompressor: zlib
     indexConfig:
        prefixCompression: true

processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /home/server/mongodb/pid/mongod.pid

net:
  port: 27017
  bindIp: 127.0.0.1,192.168.30.207
  maxIncomingConnections: 5000

security:
  authorization: enabled

1.2 在原来配置文件增加副本集配置

replication:
  oplogSizeMB: 4096
  replSetName: rs1

注意：这里需要先把 认证 配置注释，副本集配置完成后再开启。

 

二、新增节点信息

角色 IP Port 描述
PRIMARY 192.168.30.207 27017 原单节点MongoDB
SECONDARY 192.168.30.213 27017 新增节点1
SECONDARY 192.168.30.214 27017 新增节点2

2.1 新增节点配置文件

这两个SECONDARY节点配置文件，只需复制PRIMARY节点配置文件，并修改相应的 "bindIp"即可。

  • SECONDARY 节点1配置文件
systemLog:
  destination: file   
  logAppend: true  
  path: /home/server/mongodb/logs/mongodb.log

storage:
  journal:
    enabled: true
  dbPath: /home/server/mongodb/data
  directoryPerDB: true
  wiredTiger:
     engineConfig:
        cacheSizeGB: 1
        directoryForIndexes: true
     collectionConfig:
        blockCompressor: zlib
     indexConfig:
        prefixCompression: true

processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /home/server/mongodb/pid/mongod.pid

net:
  port: 27017
  bindIp: 127.0.0.1,192.168.30.213
  maxIncomingConnections: 5000

#security:
  #authorization: enabled

replication:
  oplogSizeMB: 4096
  replSetName: rs1
  • SECONDARY 节点2配置文件
systemLog:
  destination: file   
  logAppend: true  
  path: /home/server/mongodb/logs/mongodb.log

storage:
  journal:
    enabled: true
  dbPath: /home/server/mongodb/data
  directoryPerDB: true
  wiredTiger:
     engineConfig:
        cacheSizeGB: 1
        directoryForIndexes: true
     collectionConfig:
        blockCompressor: zlib
     indexConfig:
        prefixCompression: true

processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /home/server/mongodb/pid/mongod.pid

net:
  port: 27017
  bindIp: 127.0.0.1,192.168.30.214
  maxIncomingConnections: 5000

#security:
  #authorization: enabled

replication:
  oplogSizeMB: 4096
  replSetName: rs1

2.2 启动3个节点

PRIMARY节点需要重启，2个SECONDARY节点直接启动。

#启动命令
$ mongod -f /home/server/mongodb/conf/mongo.conf

#停止命令
$ mongod -f /home/server/mongodb/conf/mongo.conf --shutdown

 

三、初始化副本集

使用mongo shell连接到其中一个节点，执行初始化命令

3.1 初始化配置

config = {
  _id : "rs1", 
  members : [
    {_id:0, host:"192.168.30.207:27017"},
    {_id:1, host:"192.168.30.213:27017"},
    {_id:2, host:"192.168.30.214:27017"},
  ]
}

mongo_replica-1.png

3.2 对副本集进行初始化

> rs.initiate(config)               //初始化副本集
{
    "ok" : 1,     //返回ok：1成功，返回ok：0失败
    "operationTime" : Timestamp(1611042829, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1611042829, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
            "keyId" : NumberLong(0)
        }
    }
}

mongo_replica-2.png

3.3 查看副本集状态

  • 查看集群状态信息
rs1:PRIMARY> rs.status()
{
    "set" : "rs1",
    "date" : ISODate("2021-01-20T01:51:53.063Z"),
    "myState" : 1,
    "term" : NumberLong(2),
    "heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
    "optimes" : {
        "lastCommittedOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
            "t" : NumberLong(2)
        },
        "readConcernMajorityOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
            "t" : NumberLong(2)
        },
        "appliedOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
            "t" : NumberLong(2)
        },
        "durableOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
            "t" : NumberLong(2)
        }
    },
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.30.207:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 1,
            "stateStr" : "PRIMARY",
            "uptime" : 52343,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
                "t" : NumberLong(2)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2021-01-20T01:51:45Z"),
            "electionTime" : Timestamp(1611055182, 1),
            "electionDate" : ISODate("2021-01-19T11:19:42Z"),
            "configVersion" : 1,
            "self" : true
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.30.213:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 52334,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
                "t" : NumberLong(2)
            },
            "optimeDurable" : {
                "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
                "t" : NumberLong(2)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2021-01-20T01:51:45Z"),
            "optimeDurableDate" : ISODate("2021-01-20T01:51:45Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2021-01-20T01:51:52.487Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-01-20T01:51:52.487Z"),
            "pingMs" : NumberLong(0),
            "syncingTo" : "192.168.30.207:27017",
            "configVersion" : 1
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.30.214:27017",
            "health" : 1,
            "state" : 2,
            "stateStr" : "SECONDARY",
            "uptime" : 52328,
            "optime" : {
                "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
                "t" : NumberLong(2)
            },
            "optimeDurable" : {
                "ts" : Timestamp(1611107505, 1),
                "t" : NumberLong(2)
            },
            "optimeDate" : ISODate("2021-01-20T01:51:45Z"),
            "optimeDurableDate" : ISODate("2021-01-20T01:51:45Z"),
            "lastHeartbeat" : ISODate("2021-01-20T01:51:52.487Z"),
            "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2021-01-20T01:51:52.487Z"),
            "pingMs" : NumberLong(0),
            "syncingTo" : "192.168.30.207:27017",
            "configVersion" : 1
        }
    ],
    "ok" : 1,
    "operationTime" : Timestamp(1611107505, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1611107505, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"9fl/3w/5Gwk4Qd7h3fkrQVQtPhM="),
            "keyId" : NumberLong("6919423507650576385")
        }
    }
}
  • 查看延时从库信息
rs1:PRIMARY> rs.printSlaveReplicationInfo()
source: 192.168.30.213:27017
    syncedTo: Wed Jan 20 2021 09:52:05 GMT+0800 (CST)
    0 secs (0 hrs) behind the primary 
source: 192.168.30.214:27017
    syncedTo: Wed Jan 20 2021 09:52:05 GMT+0800 (CST)
    0 secs (0 hrs) behind the primary
  • 查看集群与主节点
rs1:PRIMARY> rs.isMaster()
{
    "hosts" : [
        "192.168.30.207:27017",
        "192.168.30.213:27017",
        "192.168.30.214:27017"
    ],
    "setName" : "rs1",
    "setVersion" : 1,
    "ismaster" : true,
    "secondary" : false,
    "primary" : "192.168.30.207:27017",
    "me" : "192.168.30.207:27017",
    "electionId" : ObjectId("7fffffff0000000000000002"),
    "lastWrite" : {
        "opTime" : {
            "ts" : Timestamp(1611108985, 1),
            "t" : NumberLong(2)
        },
        "lastWriteDate" : ISODate("2021-01-20T02:16:25Z"),
        "majorityOpTime" : {
            "ts" : Timestamp(1611108985, 1),
            "t" : NumberLong(2)
        },
        "majorityWriteDate" : ISODate("2021-01-20T02:16:25Z")
    },
    "maxBsonObjectSize" : 16777216,
    "maxMessageSizeBytes" : 48000000,
    "maxWriteBatchSize" : 100000,
    "localTime" : ISODate("2021-01-20T02:16:26.713Z"),
    "logicalSessionTimeoutMinutes" : 30,
    "minWireVersion" : 0,
    "maxWireVersion" : 6,
    "readOnly" : false,
    "ok" : 1,
    "operationTime" : Timestamp(1611108985, 1),
    "$clusterTime" : {
        "clusterTime" : Timestamp(1611108985, 1),
        "signature" : {
            "hash" : BinData(0,"/B6MSETtY8MEoZwXKABCkb1AMY8="),
            "keyId" : NumberLong("6919423507650576385")
        }
    }
}

 

四、副本集开启认证

4.1 通过主节点添加一个超级管理员账号

注意：如果原先单节点mongo已经有了超级管理员账号，这可以忽略这个步鄹。

只需在主节点添加用户，副本集会自动同步主节点上的数据。

需要注意的是，创建账号这一步需要在开启认证之前操作。

  • 创建超管账号

超管用户： mongouser 密码： 123456 认证库： admin

$ mongo --host 192.168.30.207 --port 27017
rs1:PRIMARY> use admin
rs1:PRIMARY> db.createUser({user: "mongouser",pwd: "123456",roles:[ { role: "root", db:"admin"}]})
  • 查看已创建的账号
rs1:PRIMARY> use admin
switched to db admin
rs1:PRIMARY> db.getUsers()
[
    {
        "_id" : "admin.mongouser",
        "user" : "mongouser",
        "db" : "admin",
        "roles" : [
            {
                "role" : "root",
                "db" : "admin"
            }
        ]
    }
]

4.2 创建副本集认证的key文件

所有副本集节点都必须要用同一份keyfile，一般是在一台机器上生成，然后拷贝到其他机器上，且必须有读的权限，否则将来会报错。
一定要保证密钥文件一致，文件位置随便。但是为了方便查找，建议每台机器都放到一个固定的位置，都放到和配置文件一起的目录中。

  • 生成mongo.keyfile文件
$ openssl rand -base64 90 -out /home/server/mongodb/conf/mongo.keyfile
  • 拷贝mongo.keyfile文件到另外2个节点相同目录下
$ scp /home/server/mongodb/conf/mongo.keyfile root@192.168.30.213:/home/server/mongodb/conf/
$ scp /home/server/mongodb/conf/mongo.keyfile root@192.168.30.214:/home/server/mongodb/conf/

4.3 修改MongoDB配置文件，开启认证

  • 在配置文件中添加、修改如下配置。
security:
  keyFile: /home/server/mongodb/conf/mongo.keyfile
  authorization: enabled
  • 重启所有的mongo节点

4.4 验证副本集认证

使用用户名、免密、认证库登录MongoDB副本集主节点

$ mongo -u mongouser -p 123456 --host 192.168.30.207 --port 27017 -authenticationDatabase admin
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最后编辑：2021年5月10日
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