深入探索MongoDB集群模式：从高可用复制集

MongoDB复制集概述

MongoDB复制集主要用于实现服务的高可用性，与Redis中的哨兵模式相似。它的核心作用是数据的备份和故障转移。

复制集的主要功能

1. 数据复制：数据写入主节点（Primary）时，自动复制到一个或多个副本节点（Secondary）。
2. 故障恢复：主节点失效时，自动从副本节点中选举出新的主节点。

复制集的附加作用

• 数据分发：将数据从一个区域复制到另一个区域，降低读取延迟。
• 读写分离：将不同类型的负载分布在不同节点上。
• 异地容灾：在数据中心发生故障时快速切换到异地节点。

典型复制集结构

• 一般由三个或更多节点组成，每个节点都具有投票权。
• 结构包括一个主节点和两个或更多的副本节点。

数据复制机制

• 当主节点接收到修改操作（如插入、更新或删除）时，这些更改会被记录在操作日志（oplog）中。
• 副本节点不断从主节点的oplog中获取更新，并在本地回放这些操作，以保持与主节点数据的一致性。

故障恢复与选举

• 节点间定期发送心跳检测，5次未收到心跳判定节点失联。
• 主节点失联导致副本节点发起选举，选出新的主节点。
• 选举基于RAFT算法，要求大多数投票节点存活。
• 复制集最多包含50个节点，但只有最多7个节点具有投票权。

影响选举的因素

• 集群中大多数节点必须存活。
• 被选为主节点的节点需满足：
  1. 能与大多数节点建立连接。
  2. 拥有较新的oplog。
  3. 有较高的优先级（如果配置了的话）。

复制集节点选配项

• 投票权（v参数）：决定是否参与选举。
• 优先级（priority参数）：决定成为主节点的优先级。
• 隐藏节点（hidden参数）：复制数据但对应用不可见，优先级为0。
• 延迟复制（slaveDelay参数）：复制旧数据，保持时间差。
• 从节点索引：控制从节点是否建立索引。

复制集注意事项

• 硬件：所有节点硬件配置应一致，确保独立性以防同时故障。
• 软件：所有节点应运行相同版本的软件以避免兼容性问题。
• 性能：增加节点并不会提高写入性能。

复制集搭建步骤

1. 创建数据目录：例如，在Linux系统上，使用mkdir -p /data/db{1,2,3}。
2. 准备配置文件：每个数据库应有不同的端口、数据目录和日志文件路径。

分别启动

mongod -f /data/db1/mongod.conf

mongod -f /data/db2/mongod.conf

mongod -f /data/db3/mongod.conf