NoSQL数据库Mongodb副本集架构（Replica Set）高可用部署
作者：尹正杰
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MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。由 C++ 语言编写。旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。
Mongodb是时下流行的NoSql数据库，它的存储方式是文档式存储，并不是Key-Value形式。关于Mongodb的特点，这里就不多介绍了，大家可以去看看官方说明:https://docs.mongodb.com/manual/。mongodb有几种部署方式（Replica Set / Sharding / Master-Slaver），这里采用的是副本集架构（Replica Set）。这种部署方式也是生成环境经常使用的，如果你对其它的部署方式感兴趣的话大家可以去自行百度。
一.架构介绍
为了防止单点故障就需要引副本（Replication），当发生硬件故障或者其它原因造成的宕机时，可以使用副本进行恢复，最好能够自动的故障转移（failover）。有时引入副本是为了读写分离，将读的请求分流到副本上，减轻主（Primary）的读压力。而Mongodb的Replica Set都能满足这些要求。
Replica Set的一堆mongod的实例集合，它们有着同样的数据内容。包含三类角色：
主节点（Primary）：接收所有的写请求，然后把修改同步到所有Secondary。一个Replica Set只能有一个Primary节点，当Primary挂掉后，其他Secondary或者Arbiter节点会重新选举出来一个主节点。默认读请求也是发到Primary节点处理的，需要转发到Secondary需要客户端修改一下连接配置。
副本节点（Secondary）：与主节点保持同样的数据集。当主节点挂掉的时候，参与选主。
仲裁者（Arbiter）：不保有数据，不参与选主，只进行选主投票。使用Arbiter可以减轻数据存储的硬件需求，Arbiter跑起来几乎没什么大的硬件资源需求，但重要的一点是，在生产环境下它和其他数据节点不要部署在同一台机器上。
注意，一个自动failover的Replica Set节点数必须为奇数，目的是选主投票的时候要有一个大多数才能进行选主决策。
由图可以看到客户端连接到整个副本集，不关心具体哪一台机器是否挂掉。主服务器负责整个副本集的读写，副本集定期同步数据备份，一但主节点挂掉，副本节点就会选举一个新的主服务器，这一切对于应用服务器不需要关心。我们看一下主服务器挂掉后的架构：
副本集中的副本节点在主节点挂掉后通过心跳机制检测到后，就会在集群内发起主节点的选举机制，自动选举一位新的主服务器。
二.准备环境
1>.操作系统环境
准备3台配置完全一致的虚拟机（当然IP的配置不能相同！）。内存分配4G即可，主机名需要提前配置好，我的配置环境如下：
2>.各个主机配置免密登陆（在“node101.yinzhengjie.org.cn”上操作）
[root@node101 ~]# ssh-keygen -t rsa -P '' -f ~/.ssh/id_rsa Generating public/private rsa key pair. Created directory '/root/.ssh'. Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa. Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub. The key fingerprint is: d1:90:58:b3:ca:97:0e:91:f2:15:23:73:7d:05:d4:53 root@node101.yinzhengjie.org.cn The key's randomart image is: +--[ RSA 2048]----+ | ooBo .o+..E| | .=.B. . o | | . o + .. . | | + + o | | = S | | + | | . | | | | | +-----------------+ [root@node101 ~]# [root@node101 ~]# [root@node101 ~]# [root@node101 ~]# [root@node101 ~]# ll ~/.ssh/id_rsa -rw-------. 1 root root 1675 Dec 5 02:35 /root/.ssh/id_rsa [root@node101 ~]# [root@node101 ~]# cat ~/.ssh/id_rsa -----BEGIN RSA PRIVATE KEY----- MIIEogIBAAKCAQEAwtFCswPu3AOKXa2TzJRBKG/LC8knCtLE54zMVUaMwbWH0fdV xHpa8n+V15W3HwLFBZDgyNmnPvZkVJUvTYqf5QaLsxm5J0JAxlmBkY/ayByeULLw SVIXM/hqBulYnbUViVhGEmBbpI3ASjFVXQyiihyNhzoPZBjdiexnTh7aYJDjQ8qL IZyQu+rjeoqju839dUmm4RfmqgaPsa717CNxqUgUdviTdK2meV4hA7HtKAxMTpYK JcEAu3lvh9NRT2k8HSMvEaN/WVUF8SrNN1oUC4aFSO9tDmY3euBCccYf+RqSlzys m5dxCFDk94cEhsvIzfdzUB4usPs1inUHcQ9pqQIDAQABAoIBAAWbPA4myNLwDyVO /3fdtFpTjUZTjZoUIrJ/LMovc5GHhdcXBRLYapGb9lXz6wcrbzwPxUhCazu2n4CH oorauGtA2vhWfyuQDokmvkHQH/2uRSgRXjTd9ej69yInyPMQ6QPA1JNmznxXz/bS oKBC4tKSq8f+db7tsEJt2TM4VBR/Sg0x77LhZA70MC2+vv+9AoIKVVdZ/KNud+Dk r2c+Hmo4r7I4G2Oqaj33f7RXFsILIwl0SBvpag4GPhwnOuphXDr3DQ1v5j+4x0rx 3JE+HmlpU66XveUuy7pMurdbOCajwPQgLkDo5W7bBUMIlBS/nZvInncVdDPzWFHO ZlUh8dkCgYEA6Ykewa0oN96XLPdqbADHRqpzxL7zXJJ644Hh2HygyhR0xw3bOI57 IjkYje9e5PVUcXWuOj/oOMfKal2jW/78bnEgukX1JgkX8RHT9zsgZ0AGEpquHkjv NrB1qrdbEwnNpSLB8pwGveD9zf89yzocZE+5CUBfnsuAgZqPYkjPMwcCgYEA1Y6x o1ZxxsPGZIk+hZPuynemdZYnQWp3Z9ynVv902x1/sxcn/uZ+0DZDLQbqGA+2WdEg EQZ9BwKTCkThoPBJKEzR3Ck122ahqSKCEQRGwK0h05uaA3KSTGIbujGaoBfDWG6f 3fTSWZnTNaObmcOhxTgsMRegy/kWOIgYqdX04c8CgYA9rsf+49uBljtb1yW2zSXV VmQpjT3+L3ph6QZcBd76QRjvEovajlebnHUN2DG6S8o4BZs1K3gMt0iRe5YQUHMg QKUiTiQIHdLDC7Bu1qEiZFi2RUDEIwN78HPD2ZYmmypD+cA8clWdhXXEGSybJwgk vqHi/avD54BTux0wGocPtQKBgFY2Ud4nsqzUMg46HaRdUSQpY2jK4jQVX/js6h1D 6Y/fe8L30SylLoKttTbDONPX2/ysYO6emPCwiF236wJGnrIHOR1RAa3947tc8/cc q9dyzVoY0fccVJVDcgAbsFl63mCf4CgBgr2rTMm1r8ZGZNMyVxzGdiKB/wd5YcOG XWKfAoGAYpvjXzEYzr7Y7KKlZBR3gUZZwfngYYgf8g1L42oB1un1NUajiMCyPsm6 oxKrFj6a8SH1xy1U0S7QbPK7osjR5qU7SMsqgziouBl1UmAT5WVKoik4UvHLlKC3 hB0HxUvfVYM5lV3BaggVTC/EOAOsa+jqfbrwjBxjn/kmmv2FtLk= -----END RSA PRIVATE KEY----- [root@node101 ~]# [root@node101 ~]#