Mongodb主、副、仲裁节点集群安装(附带开启用户认证)
mongodb 的集群方式主要分为三种Replica Set / Sharding / Master-Slaver ，这里只说明最简单的集群搭建方式（生产环境），如果有多个节点可以此类推或者查看官方文档。
Replica Set
中文翻译叫做副本集。其实简单来说就是集群当中包含了多份数据，保证主节点挂掉了，备节点能继续提供数据服务，提供的前提就是数据需要和主节点一致。如下图：
Mongodb(M)表示主节点，Mongodb(S)表示备节点，Mongodb(A)表示仲裁节点。主备节点存储数据(M,S)，仲裁节点不存储数据。客户端同时连接主节点与备节点，不连接仲裁节点。
默认设置下，主节点提供所有增删查改服务，备节点不提供任何服务。但是可以通过设置使备节点提供查询服务，这样就可以减少主节点的压力，当客户端进行数据查询时，请求自动转到备节点上。这个设置叫做Read Preference Modes，同时Java客户端提供了简单的配置方式，可以不必直接对数据库进行操作。
仲裁节点是一种特殊的节点，它本身并不存储数据，主要的作用是决定哪一个备节点在主节点挂掉之后提升为主节点，所以客户端不需要连接此节点。这里虽然只有一个备节点，但是仍然需要一个仲裁节点来提升备节点级别。
介绍完了集群方案，那么现在就开始搭建了。
1、将三台计算机同时下载,解压安装文件
下载命令:apt-get install mongo
或
wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-4.0.6.tgz
2、同时创建mongodb数据文件夹
mkdir -p /mongodb/data/master
mkdir -p /mongodb/data/slaver
mkdir -p /mongodb/data/arbiter
#三个目录分别对应主，备，仲裁节点
3、建立配置文件(M,S,A)
（一） 主节点配置文件
#master.conf
dbpath=/mongodb/data/master
logpath=/mongodb/log/master.log
pidfilepath=/mongodb/master.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=172.17.79.42
port=27017
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
#auth=true
#keyFile =/home/mongodb/master/mongo.keyfile
（二） 从节点配置文件
#slaver.conf
dbpath=/mongodb/data/slaver
logpath=/mongodb/log/slaver.log
pidfilepath=/mongodb/slaver.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=172.17.79.42
port=27018
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
#auth=true
#keyFile =/home/mongodb/slaver/mongo.keyfile
（三） 仲裁节点配置文件
#arbiter.conf
dbpath=/mongodb/data/arbiter
logpath=/mongodb/log/arbiter.log
pidfilepath=/mongodb/arbiter.pid
directoryperdb=true
logappend=true
replSet=testrs
bind_ip=172.17.79.42
port=27019
oplogSize=10000
fork=true
noprealloc=true
#auth=true
#keyFile =/home/mongodb/arbiter/mongo.keyfile
*配置文件中参数解释：
dbpath：数据存放目录
logpath：日志存放路径
pidfilepath：进程文件，方便停止mongodb
directoryperdb：为每一个数据库按照数据库名建立文件夹存放
logappend：以追加的方式记录日志
replSet：replica set的名字
bind_ip：mongodb所绑定的ip地址
port：mongodb进程所使用的端口号，默认为27017
oplogSize：mongodb操作日志文件的最大大小。单位为Mb，默认为硬盘剩余空间的5%
fork：以后台方式运行进程
noprealloc：不预先分配存储
4、相继启动mongod 或者安装mongo服务
进入每个mongodb节点的bin目录下(配置文件路径有更改请自行更改下面命令）
./monood -f master.conf
./mongod -f slaver.conf
./mongod -f arbiter.conf
5、配置主，备，仲裁节点
可以通过客户端连接mongodb，也可以直接在三个节点中选择一个连接mongodb。
./mongo 10.10.148.130:27017 #ip和port是某个节点的地址
>use admin
>cfg={ _id:"testrs", members:[ {_id:0,host:'10.10.148.130:27017',priority:2}, {_id:1,host:'10.10.148.131:27017',priority:1},
{_id:2,host:'10.10.148.132:27017',arbiterOnly:true}] };
>rs.initiate(cfg)
cfg是可以任意的名字，当然最好不要是mongodb的关键字，conf，config都可以。最外层的_id表示replica set的名字，members里包含的是所有节点的地址以及优先级。优先级最高的即成为主节点，即这里的10.10.148.130:27017。特别注意的是，对于仲裁节点，需要有个特别的配置——arbiterOnly:true。这个千万不能少了，不然主备模式就不能生效。
6、测试配置是否成功
配置的生效时间根据不同的机器配置会有长有短，配置不错的话基本上十几秒内就能生效，有的配置需要一两分钟。如果生效了，执行rs.status()命令会看到如下信息：
{
"set" : "testrs",
"date" : ISODate("2013-01-05T02:44:43Z"),
"myState" : 1,
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "10.10.148.130:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 200,
"optime" : Timestamp(1357285565000, 1),
"optimeDate" : ISODate("2013-01-04T07:46:05Z"),
"self" : true
},
{
"_id" : 1,
"name" : "10.10.148.131:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 200,
"optime" : Timestamp(1357285565000, 1),
"optimeDate" : ISODate("2013-01-04T07:46:05Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2013-01-05T02:44:42Z"),
"pingMs" : 0
},
{
"_id" : 2,
"name" : "10.10.148.132:27017",
"health" : 1,
"state" : 7,
"stateStr" : "ARBITER",
"uptime" : 200,
"lastHeartbeat" : ISODate("2013-01-05T02:44:42Z"),
"pingMs" : 0
}
],
"ok" : 1
}
正在进行配置提示："stateStr" : "RECOVERING"
7.生成用户
>db.createUser({user:"root",pwd:"root",roles:[{role:"root",db:"admin"}]}) #创建用户和密码
8.生成mongo.keyfile认证文件供集群使用
[root@bobohost ~]# openssl rand -base64 90 -out /home/mongo.keyfile
此处生成mongo.keyfile拷至三个环境的相同路径中，并分别授权
[root@oapp01 bin]# chmod 600 /home/mongodb/master/mongo.keyfile
[root@oapp01 bin]# chmod 600 /home/mongodb/slaver/mongo.keyfile
[root@oapp01 bin]# chmod 600 /home/mongodb/arbiter/mongo.keyfile
9.停止三个mongo实例，修改配置，将三个相应配置文件解开注解
auth=true
keyFile =/home/mongodb/arbiter/mongo.keyfile
10.重新启动mongodb，重复步骤4,验证用户
./mongo 10.10.148.130:27017 #ip和port是某个节点的地址
>use admin
>db.auth("root","root")
1
>show users
{
"_id" : "admin.root",
"user" : "root",
"db" : "admin",
"roles" : [
{
"role" : "root",
"db" : "admin"
}
],
"mechanisms" : [
"SCRAM-SHA-1",
"SCRAM-SHA-256"
]
}
再次查看状态：
rs.status()
{
"set" : "testrs",
"date" : ISODate("2020-11-13T02:05:31.901Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(2),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"optimes" : {
"lastCommittedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"readConcernMajorityOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"appliedOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"durableOpTime" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
}
},
"lastStableCheckpointTimestamp" : Timestamp(1605233085, 1),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "172.17.79.42:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 99,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"optimeDate" : ISODate("2020-11-13T02:05:25Z"),
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"electionTime" : Timestamp(1605233044, 1),
"electionDate" : ISODate("2020-11-13T02:04:04Z"),
"configVersion" : 1,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "172.17.79.42:27018",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 89,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1605233125, 1),
"t" : NumberLong(2)
},
"optimeDate" : ISODate("2020-11-13T02:05:25Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2020-11-13T02:05:25Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2020-11-13T02:05:30.220Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2020-11-13T02:05:30.819Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncingTo" : "172.17.79.42:27017",
"syncSourceHost" : "172.17.79.42:27017",
"syncSourceId" : 0,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 1
},
{
"_id" : 2,
"name" : "172.17.79.42:27019",
"health" : 1,
"state" : 7,
"stateStr" : "ARBITER",
"uptime" : 81,
"lastHeartbeat" : ISODate("2020-11-13T02:05:30.236Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2020-11-13T02:05:30.540Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : "",
"syncingTo" : "",
"syncSourceHost" : "",
"syncSourceId" : -1,
"infoMessage" : "",
"configVersion" : 1
}
],
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1605233125, 1),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1605233125, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"YRSyg35SnZWz4ag7heHNPwRP+dY="),
"keyId" : NumberLong("6894420926767562753")
}
}
}
看清楚"stateStr"相应状态分别为: "PRIMARY","SECONDARY","ARBITER",收工
后话：
Replica Set 是我现在主要使用的集群方式，也是我使用过最稳定和高效的无规则大数据存储方式。这样的配置要求运行环境需要至少三台windows/ubuntu，当然我们可以使用VM来进行虚拟化测试，在项目实施的过程中还是建议多台服务器进行配置，如果有能力当然可以上虚拟+存储。至于大数据的数据检索部分，千万级别以下的使用mongodb的索引完全能解决，过亿建议使用检索平台，最近个人在研究 elasticseach 大数据检索平台，如果有兴趣的可以一起学习了解~ 以上是mongodb Replica Set 的配置过程。 小的敬上！
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