mongodb高可用集群部署

2022-12-23 07:20:31

mongodb是最常用的nosql数据库，在数据库排名中已经上升到了前六。这篇文章介绍如何搭建高可用的mongodb（分片+副本）集群。

在搭建集群之前，需要首先了解几个概念：路由，分片、副本集、配置服务器等。

环境准备

系统系统 Ubuntu 18.04.1 LTS 三台服务器：10.20.71.135/10.20.73.182/10.20.70.61 安装包：mongodb-org-server_4.0.6_amd64.deb

服务器规划

服务器mongo-135	服务器mongo-182	服务器mongo-61
mongos	mongos	mongos
config server	config server	config server
shard server1 主节点	shard server1 副节点	shard server1 仲裁
shard server2 仲裁	shard server2 主节点	shard server2 主节点
shard server3 副节点	shard server3 仲裁	shard server3 主节点

端口分配：

mongos：20000config：21000shard1：27017shard2：27017shard3：27017

集群搭建

1. mongodb源配置

sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv 9DA31620334BD75D9DCB49F368818C72E52529D4echo "deb [ arch=amd64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu bionic/mongodb-org/4.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-4.0.listsudo apt-get update会安装对应源的mongo所有依赖包,此处不执行# sudo apt-get install -y mongodb-orgecho "mongodb-org hold" | sudo dpkg --set-selectionsecho "mongodb-org-server hold" | sudo dpkg --set-selectionsecho "mongodb-org-shell hold" | sudo dpkg --set-selectionsecho "mongodb-org-mongos hold" | sudo dpkg --set-selectionsecho "mongodb-org-tools hold" | sudo dpkg --set-selections
# 安装依赖apt install -y  mongodb-org-mongos mongodb-org-shell mongodb-org-tools

参考

2. mongodb安装

wget https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu/dists/bionic/mongodb-org/4.0/multiverse/binary-amd64/mongodb-org-server_4.0.6_amd64.debdpkg -i mongodb-org-server_4.0.6_amd64.deb

分别在每台机器建立conf、mongos、config、shard1、shard2、shard3六个目录，因为mongos不存储数据，只需要建立日志文件目录即可。

mkdir -p /usr/local/mongodb/confmkdir -p /usr/local/mongodb/mongos/logmkdir -p /usr/local/mongodb/configsvr/{data,log}mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/{date,log}mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/{data,log}mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/{data,log}

准备集群间通信使用的加密key

创建mongod、mongos之间通信所使用的key文件，在任意一台服务器上执行：

openssl rand -base64 756 > /etc/mongodb/conf/keychmod 400 /data/mongodb/conf/key# 将/data/mongodb/conf/key文件拷贝到其它服务器上，保持文件权限不变

connfig server配置服务器

mongodb3.4以后要求配置服务器也创建副本集，不然集群搭建不成功。添加配置文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# cat configsrv.confstorage:  dbPath: /data/mongodb/config/data  journal:    enabled: true
systemLog:  destination: file  logAppend: true  path: /data/mongodb/config/log/configsrv.log
net:  port: 21000  bindIp: 0.0.0.0
processManagement:  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:   keyFile: /data/mongodb/conf/key   authorization: enabled
replication:  replSetName: configs
sharding:  clusterRole: "configsvr"

分别启动三台服务器的config server 方式一:

mongod -f /data/mongodb/conf/configsrv.conf

方式二:

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# cat /lib/systemd/system/mongosrv.service[Unit]Description=MongoDB Database Config ServerAfter=network.targetDocumentation=https://docs.mongodb.org/manual
[Service]User=mongodbGroup=mongodbEnvironmentFile=-/etc/default/mongodExecStart=/usr/bin/mongod --config /data/mongodb/conf/configsrv.confPIDFile=/data/mongodb/config/log/configsrv.pid# file sizeLimitFSIZE=infinity# cpu timeLimitCPU=infinity# virtual memory sizeLimitAS=infinity# open filesLimitNOFILE=64000# processes/threadsLimitNPROC=64000# locked memoryLimitMEMLOCK=infinity# total threads (user+kernel)TasksMax=infinityTasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings
[Install]WantedBy=multi-user.target

systemctl daemon-reloadsystemctl start mongosrv.servicesystemctl enable mongosrv.service

登录任意一台配置服务器，初始化配置副本集

#连接mongo --port 21000#config变量config = {    _id : "configs",     members : [         {_id : 0, host : "10.20.71.135:21000" },         {_id : 1, host : "10.20.73.182:21000" },         {_id : 2, host : "10.20.70.61:21000" }     ]}#初始化副本集rs.initiate(config)

其中，”_id” : “configs”应与配置文件中配置的 replicaction.replSetName 一致，”members” 中的 “host” 为三个节点的 ip 和 port

配置分片副本集(三台机器)

设置第一个分片副本集(shard1)

1. 配置文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# egrep -v ^# shard1.confstorage:  dbPath: /data/mongodb/shard1/data  journal:    enabled: true
systemLog:  destination: file  logAppend: true  path: /data/mongodb/shard1/log/shard1.log
net:  port: 27017  bindIp: 0.0.0.0

processManagement:  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:   keyFile: /data/mongodb/conf/key   authorization: enabled

replication:  replSetName: shard1
sharding:  clusterRole: "shardsvr"

2. 制作服务启动文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# cat /lib/systemd/system/mongod-shard1.service[Unit]Description=MongoDB Shard1 Database ServerAfter=network.targetDocumentation=https://docs.mongodb.org/manual
[Service]User=mongodbGroup=mongodbEnvironmentFile=-/etc/default/mongodExecStart=/usr/bin/mongod --config /data/mongodb/conf/shard1.confPIDFile=/data/mongodb/shard1/log/shard1.pid# file sizeLimitFSIZE=infinity# cpu timeLimitCPU=infinity# virtual memory sizeLimitAS=infinity# open filesLimitNOFILE=64000# processes/threadsLimitNPROC=64000# locked memoryLimitMEMLOCK=infinity# total threads (user+kernel)TasksMax=infinityTasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings
[Install]WantedBy=multi-user.target

启动方式一:

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl daemon-reloadroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl start mongod-shard1.serviceroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl status mongod-shard1.service

启动方式二:

mongod -f /data/mongodb/conf/shard1.conf

登陆任意一台服务器，初始化副本集:

在任意一台服务上初始化复制集配置：
mongo --port 27017#使用admin数据库use admin#定义副本集配置，第三个节点的 "arbiterOnly":true 代表其为仲裁节点。config = {   _id : "shard1",   members : [       {_id : 0, host : "10.20.71.135:27017" },       {_id : 1, host : "10.20.73.182:27017" },       {_id : 2, host : "10.20.70.61:27017", arbiterOnly: true }    ]}#初始化副本集配置rs.initiate(config);rs.status()rs.conf()

设置第二个分片副本集(shard2)

1. 配置文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# egrep -v ^# shard2.confstorage:  dbPath: /data/mongodb/shard2/data  journal:    enabled: true
systemLog:  destination: file  logAppend: true  path: /data/mongodb/shard2/log/shard2.log
net:  port: 27018  bindIp: 0.0.0.0

processManagement:  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:   keyFile: /data/mongodb/conf/key   authorization: enabled

replication:  replSetName: shard2
sharding:  clusterRole: "shardsvr"

2. 制作服务启动文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# cat /lib/systemd/system/mongod-shard2.service[Unit]Description=MongoDB Shard2 Database ServerAfter=network.targetDocumentation=https://docs.mongodb.org/manual
[Service]User=mongodbGroup=mongodbEnvironmentFile=-/etc/default/mongodExecStart=/usr/bin/mongod --config /data/mongodb/conf/shard2.confPIDFile=/data/mongodb/shard2/log/shard2.pid# file sizeLimitFSIZE=infinity# cpu timeLimitCPU=infinity# virtual memory sizeLimitAS=infinity# open filesLimitNOFILE=64000# processes/threadsLimitNPROC=64000# locked memoryLimitMEMLOCK=infinity# total threads (user+kernel)TasksMax=infinityTasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings
[Install]WantedBy=multi-user.target

启动方式一:

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl daemon-reloadroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl start mongod-shard2.serviceroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl status mongod-shard2.service

启动方式二:

mongod -f /data/mongodb/conf/shard2.conf

登陆任意一台服务器，初始化副本集:

在任意一台服务上初始化复制集配置：
mongo --port 27018#使用admin数据库use admin#定义副本集配置，第三个节点的 "arbiterOnly":true 代表其为仲裁节点。config = {   _id : "shard2",   members : [       {_id : 0, host : "10.20.71.135:27018" },       {_id : 1, host : "10.20.73.182:27018", arbiterOnly: true },       {_id : 2, host : "10.20.70.61:27018" }    ]}#初始化副本集配置rs.initiate(config);

设置第二个分片副本集(shard3)

1. 配置文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# egrep -v ^# shard3.confstorage:  dbPath: /data/mongodb/shard3/data  journal:    enabled: true
systemLog:  destination: file  logAppend: true  path: /data/mongodb/shard3/log/shard3.log
net:  port: 27019  bindIp: 0.0.0.0

processManagement:  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:   keyFile: /data/mongodb/conf/key   authorization: enabled

replication:  replSetName: shard3
sharding:  clusterRole: "shardsvr"

2. 制作服务启动文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# cat /lib/systemd/system/mongod-shard3.service[Unit]Description=MongoDB Shard3 Database ServerAfter=network.targetDocumentation=https://docs.mongodb.org/manual
[Service]User=mongodbGroup=mongodbEnvironmentFile=-/etc/default/mongodExecStart=/usr/bin/mongod --config /data/mongodb/conf/shard3.confPIDFile=/data/mongodb/shard3/log/shard3.pid# file sizeLimitFSIZE=infinity# cpu timeLimitCPU=infinity# virtual memory sizeLimitAS=infinity# open filesLimitNOFILE=64000# processes/threadsLimitNPROC=64000# locked memoryLimitMEMLOCK=infinity# total threads (user+kernel)TasksMax=infinityTasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings
[Install]WantedBy=multi-user.target

启动方式一:

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl daemon-reloadroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl start mongod-shard3.serviceroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl status mongod-shard3.service

启动方式二:

mongod -f /data/mongodb/conf/shard3.conf

登陆任意一台服务器，初始化副本集:

mongo --port 27019
use admin
#定义副本集配置，第三个节点的 "arbiterOnly":true 代表其为仲裁节点。config = {   _id : "shard3",   members : [       {_id : 0, host : "10.20.71.135:27019",arbiterOnly: true },       {_id : 1, host : "10.20.73.182:27019" },       {_id : 2, host : "10.20.70.61:27019" }    ]}
#初始化副本集配置rs.initiate(config);

配置路由服务器 mongos

先启动配置服务器和分片服务器,后启动路由实例:（三台机器） 1. 配置文件

systemLog:  destination: file  logAppend: true  path: /data/mongodb/mongos/log/mongos.log
net:  port: 20000  bindIp: 0.0.0.0

processManagement:  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:   keyFile: /data/mongodb/conf/key   clusterAuthMode: keyFile

replication:  localPingThresholdMs: 15
sharding:  #监听的配置服务器,只能有1个或者3个 configs为配置服务器的副本集名字  configDB: "configs/10.20.71.135:21000,10.20.73.182:21000,10.20.70.61:21000"

2. 制作服务启动文件

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# cat /lib/systemd/system/mongos.service[Unit]Description=MongoDB Mongos Database ServerAfter=network.targetDocumentation=https://docs.mongodb.org/manual
[Service]User=mongodbGroup=mongodbEnvironmentFile=-/etc/default/mongodExecStart=/usr/bin/mongos --config /data/mongodb/conf/mongos.confPIDFile=/data/mongodb/mongos/log/mongos.pid# file sizeLimitFSIZE=infinity# cpu timeLimitCPU=infinity# virtual memory sizeLimitAS=infinity# open filesLimitNOFILE=64000# processes/threadsLimitNPROC=64000# locked memoryLimitMEMLOCK=infinity# total threads (user+kernel)TasksMax=infinityTasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings
[Install]WantedBy=multi-user.target

启动方式一:

root@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl daemon-reloadroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl enable mongosroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl start mongos.serviceroot@mgo-db01cn-p001:/data/mongodb/conf# systemctl status mongos.service

启动方式二:

mongod -f /data/mongodb/conf/shard3.conf

3. 启用分片 目前搭建了mongodb配置服务器、路由服务器，各个分片服务器，不过应用程序连接到mongos路由服务器并不能使用分片机制，还需要在程序里设置分片配置，让分片生效。

mongo --port 20000
#使用admin数据库use  admin
#串联路由服务器与分配副本集sh.addShard("shard1/10.20.71.135:27017,10.20.73.182:27017,10.20.70.61:27017")sh.addShard("shard2/10.20.71.135:27018,10.20.73.182:27018,10.20.70.61:27018")sh.addShard("shard3/10.20.71.135:27019,10.20.73.182:27019,10.20.70.61:27019")
#查看集群状态sh.status()

⚠️ : 集群服务启动顺序 mongodb的启动顺序是，先启动配置服务器，在启动分片，最后启动mongos. configsvr->shard->mongos 至此，整个mongodb高可用集群就搭建好了。

部署测试

1. 先建一个database及user创建数据

# 创建一个admin用户$ mongo --port 20000> use admin> db.createUser({ user: "weadmin", pwd: "123456",roles: [{ role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" },{ role: "clusterManager", db : "admin"}],passwordDigestor: "server"})> exit
# 创建一个database的访问用户$ mongo --username weadmin --password 123456 --authenticationDatabase admin --port 20000 admin> use test> db.createUser({user: "test",pwd: "123456",roles: [{ role: "dbOwner", db: "test" }],passwordDigestor: "server"});> exit
# 使用该用户访问database，并插入数据，创建索引$ mongo --username test --password 123456 --authenticationDatabase test --port 20000  test#插入测试数据> for (var i = 1; i <= 5000; i++){db.table1.save({id:i,"name":"shuke"})};> exit

2. 分片生效 目前配置服务、路由服务、分片服务、副本集服务都已经串联起来了，但我们的目的是希望插入数据，数据能够自动分片。连接在mongos上，准备让指定的数据库、指定的集合分片生效。

$ mongo --username weadmin --password 123456 --authenticationDatabase admin --port 20000 admin> use admin# 认证> db.auth("weadmin", "123456")#指定testdb分片生效db.runCommand( { enablesharding :"test"});#指定数据库里需要分片的集合和片键db.runCommand( { shardcollection : "test.table1",key : {id: 1} } )

我们设置testdb的 table1 表需要分片，根据 id 自动分片到 shard1 ，shard2，shard3 上面去。要这样设置是因为不是所有mongodb 的数据库和表都需要分片！

3. 测试分片配置结果:

$ mongo --username test --password 123456 --authenticationDatabase test --port 20000  test> use test> db.auth("test", "123456")#查看分片情况> db.table1.stats();

总结

手工部署mongodb集群还是比较麻烦的，所以如果图省事儿，还是使用云厂商提供的PaaS服务好了，比如云数据库 MongoDB。如果一定要自己搭建，还是建议用现成的ansible-mongodb-cluster脚本好了。

码农公寓

mongodb高可用集群部署

相关概念

环境准备

服务器规划

集群搭建

准备集群间通信使用的加密key

connfig server配置服务器

配置分片副本集(三台机器)

设置第一个分片副本集(shard1)

设置第二个分片副本集(shard2)

设置第二个分片副本集(shard3)

配置路由服务器 mongos

部署测试

总结

码农公寓

相关概念

环境准备

服务器规划

集群搭建

准备集群间通信使用的加密key

connfig server配置服务器

配置分片副本集(三台机器)

设置第一个分片副本集(shard1)

设置第二个分片副本集(shard2)

设置第二个分片副本集(shard3)

配置路由服务器 mongos

部署测试

总结

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