MongoDB复制集机制及原理

MongoDB复制集的主要意义在于实现服务高可用。

它的实现依赖于两个方面的功能:

数据写入时将数据迅速复制到另一个独立节点上

在接收写入的节点发生故障时自动选举出一个新的替代节点。

复制集的作用

  • 数据分发:将数据从一个区域复制到另一个区域
  • 读写分离:读写折分到不同的节点
  • 异地灾备:中心节点故障时自动转移到灾备节点

典型复制集结构

  • 由3个及以上具有投票权的节点构成
  • 一个主节点(PRIMARY):接受数据写入及进行投票
  • 两个及以上从节点(SECONDARY):复制主节点上新数据及进行投票
  • 不推荐使用Arbiter(投票节点)

MongoDB复制集机制及原理

 

 

数据是如何复制的

  • 主节点产生数据时(插入、修改、删除等等),向oplog数据集写入变动记录
  • 从节点检测主节点oplog数据集,有变动时,读取变动到从节点,然后在从节点复现变动的所有操作。

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通过选举完成数据恢复

  • 具有投票权的节点两两之间会发送心跳信息,2秒一次
  • 5次心跳未收到时,认为节点失联
  • 如果失效的是主节点,则从节点会选举出新的主节点
  • 如是失效的是从节点,不会发起选举
  • 选举是基于RAFT一致性算法实现,大多数投票节点存活的时候,才会发起选举
  • 一个集群最多可以有50个节点,但只有7个有投票权的节点

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影响选举的因素

  • 整个集群必须有大多数的节点存活
  • 被选举为主节点的必备条件

    • 能够与大多数的节点连通
    • 具有较新的oplog
    • 具要有较高的优选级(可通过参数配置)

 

复制节点常见选项

  • 投票权(v参数):有此参数可以参与投票
  • 优先级(priority参数):优先级越高,成为主节点的可能性越高。为0时,永远不会成为主节点。
  • 隐藏(hidden参数):应用不能访问,但可以用来复制数据,可以参与投票,且优先级必须为0,即永远不成为主节点
  • 延迟(slaveRelay参数):单位为秒,控制从主节点复制数据的时间延迟,否则是即时复制。将从节点更改较高延迟,可以在主节点数据删除或更改时,有回退数据的机会。

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复制集注意事项

  • 硬件

    • 无论主从节点,建议采用一样的硬件配置
    • 为保证节点不会同时宕机,各节点之间保证硬件的独立
  • 软件

    • 保证各节点间软件版本一致
  • 增加从节点时,不会提升主节点性能,但可以分流读。建议采用分片方式处理性能的问题。

 

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