MongoDB高级集群架构设计

两地三中心集群架构设计

容灾级别

RPO & RTO

RPO（Recovery Point Objective）：即数据恢复点目标，主要指的是业务系统所能容忍的数据丢失量。
RTO（Recovery Time Objective）：即恢复时间目标，主要指的是所能容忍的业务停止服务的最长时间，也就是从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期。

MongoDB 两地三中心方案：复制集跨中心部署

双中心双活＋异地热备 = 两地三中心




MongoDB 集群两地三中心部署的考量点

• 节点数量建议要 5 个，2+2+1 模式
• 主数据中心的两个节点要设置高一点的优先级，减少跨中心换主节点
• 同城双中心之间的网络要保证低延迟和频宽，满足 writeConcern: Majority 的双中心写需求
• 使用 Retryable Writes and Retryable Reads 来保证零下线时间
• 用户需要自行处理好业务层的双中心切换

两地三中心复制集搭建

环境准备

3 台 Linux 虚拟机，准备 MongoDB 环境，配置环境变量。
一定要版本一致（重点）

整体架构

配置域名解析

在 3 台虚拟机上分别执行以下 3 条命令，注意替换实际 IP 地址

echo "192.168.65.97 mongo1 mongo01.com mongo02.com" >> /etc/hosts
echo "192.168.65.190 mongo2 mongo03.com mongo04.com" >> /etc/hosts
echo "192.168.65.200 mongo3 mongo05.com " >> /etc/hosts

启动 5 个 MongoDB 实例

（1）在 mongo1 上执行以下命令

mkdir -p /data/member1/db /data/member1/log /data/member2/db /data/member2/log
mongod --dbpath /data/member1/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10001 --fork --logpath /data/member1/log/member1.log
mongod --dbpath /data/member2/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10002 --fork --logpath /data/member2/log/member2.log

（2）在 mongo2 上执行以下命令

mkdir -p /data/member3/db /data/member3/log /data/member4/db /data/member4/log
mongod --dbpath /data/member3/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10001 --fork --logpath /data/member3/log/member3.log
mongod --dbpath /data/member4/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10002 --fork --logpath /data/member4/log/member4.log

（3）在 mongo3 上执行以下命令

mkdir -p /data/member5/db /data/member5/log
mongod --dbpath /data/member5/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10001 --fork --logpath /data/member5/log/member5.log

初始化复制集

mongo mongo01.com:10001
# 初始化复制集
rs.initiate({"_id" : "demo","version" : 1,"members" : [{ "_id" : 0, "host" : "mongo01.com:10001" },{ "_id" : 1, "host" : "mongo02.com:10002" },{ "_id" : 2, "host" : "mongo03.com:10001" },{ "_id" : 3, "host" : "mongo04.com:10002" },{ "_id" : 4, "host" : "mongo05.com:10001" }]
})
# 查看复制集状态
rs.status()

配置选举优先级

把 mongo1 上的 2 个实例的选举优先级调高为 5 和 10 （默认为 1），给主数据中心更高的优先级

mongosh mongo01.com:10001
conf = rs.conf()
conf.members[0].priority = 5
conf.members[1].priority = 10
rs.reconfig(conf)

启动持续写脚本（每2秒写一条记录）

在 mongo3 上，执行以下 mongo shell 脚本

mongosh --retryWrites
mongodb://mongo01.com:10001,mongo02.com:10002,mongo03.com:10001,mongo04.com:10002,mongo05.com:10001/test?replicaSet=demo ingest-script# vim ingest-script
db.test.drop()
for(var i=1;i<1000;i++){db.test.insert({item: i});inserted = db.test.findOne({item: i});if(inserted)print(" Item "+ i +" was inserted " + new Date().getTime()/1000);elseprint("Unexpected "+ inserted)sleep(2000);
}

测试： 模拟从数据中心故障

停止 mongo2 上所有 mongodb 进程，观察 mongo3 上的写入未受中断。

测试：模拟主数据中心故障

停止 mongo1 上所有 mongodb 进程，观察 mongo3 上的写入未受中断。

总结

• 搭建简单，使用复制集机制，无需第三方软件
• 使用 Retryable Writes 以后，即使出现数据中心故障，对前端业务没有任何中断（Retryable Writes 在 4.2 以后就是默认设置）

全球多写集群架构设计