mongo副本集原理，搭建

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#进入mongo
mongo   默认端口27017启动的mongo服务，直接进入
mongo --port=27027   指定端口27027启动mongo服务，需加端口号启动
mongo 103.56.195.5:27017   登录指定主机的mongo服务，可以以此测试对端防火墙是否放通，mongo服务器端口

#mongo副本集启动参数：
[iyunv@mongo01-new db]# ps aux |grep mongo
root     112542  0.7  0.1 105841748 90120 ?     Sl   04:39   1:06 /usr/local/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/mongodb2/db
--logpath=/data/mongodb2/log/mongo.log --fork --port 27017 --logappend --replSet repl
--rest --httpinterface --maxConns=8000 --keyFile=/datamongodb2/keyfile/security

#创建帐号
use admin
db.createrUser({user:"mongo_admin",pwd:"xxx",roles:[{role:"root",db:"admin"}]})
db.auth('mongo_admin','xxx')才能使用admin数据库

（例）现在需要创建一个帐号，该账号需要有grant权限，即：账号管理的授权权限。注意一点，帐号是跟着库走的，所以在指定库里授权，必须也在指定库里验证(auth)。
> use admin
switched to db admin
> db.createUser(
...   {
...     user: "dba",
...     pwd: "dba",
...     roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
...   }
... )
Successfully added user: {
    "user" : "dba",
    "roles" : [
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}

roles：指定用户的角色，可以用一个空数组给新用户设定空角色；在roles字段,可以指定内置角色和用户定义的角色。role里的角色可以选：
  Built-In Roles（内置角色）：
    1. 数据库用户角色：read、readWrite;
    2. 数据库管理角色：dbAdmin、dbOwner、userAdmin；
    3. 集群管理角色：clusterAdmin、clusterManager、clusterMonitor、hostManager；
    4. 备份恢复角色：backup、restore；
    5. 所有数据库角色：readAnyDatabase、readWriteAnyDatabase、userAdminAnyDatabase、dbAdminAnyDatabase
    6. 超级用户角色：root  
    // 这里还有几个角色间接或直接提供了系统超级用户的访问（dbOwner 、userAdmin、userAdminAnyDatabase）
    7. 内部角色：__system
具体角色：
Read：允许用户读取指定数据库
readWrite：允许用户读写指定数据库
dbAdmin：允许用户在指定数据库中执行管理函数，如索引创建、删除，查看统计或访问system.profile
userAdmin：允许用户向system.users集合写入，可以找指定数据库里创建、删除和管理用户
clusterAdmin：只在admin数据库中可用，赋予用户所有分片和复制集相关函数的管理权限。
readAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读权限
readWriteAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的读写权限
userAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的userAdmin权限
dbAdminAnyDatabase：只在admin数据库中可用，赋予用户所有数据库的dbAdmin权限。
root：只在admin数据库中可用。超级账号，超级权限


#副本集配置文件

conf=({_id:"repl",members:[{_id:0,host:"103.56.195.2"},{_id:1,host:"103.56.195.3"},{_id:2,host:"103.56.195.4"}]})
rs.initiate(conf)
rs.status()
rs.conf()#查看副本集配置文件
{
"_id" : "repl",
"version" : 8,
"members" : [
{
"_id" : 0,
"host" : "103.56.195.2:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {

},
"slaveDelay" : 0,
"votes" : 1
},
{
"_id" : 1,
"host" : "103.56.195.3:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {

},
"slaveDelay" : 0,
"votes" : 1
},
{
"_id" : 3,
"host" : "103.56.195.5:27027",
"arbiterOnly" : true,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {

},
"slaveDelay" : 0,
"votes" : 1
},
{
"_id" : 2,
"host" : "103.56.195.4:27017",
"arbiterOnly" : false,
"buildIndexes" : true,
"hidden" : false,
"priority" : 1,
"tags" : {

},
"slaveDelay" : 0,
"votes" : 1
}
],
"settings" : {
"chainingAllowed" : true,
"heartbeatTimeoutSecs" : 10,
"getLastErrorModes" : {

},
"getLastErrorDefaults" : {
"w" : 1,
"wtimeout" : 0
}
}
}
#副本集指定每台服务器优先级：

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)

#测试副本集数据同步，在primary主节点上写数据

[primary]
for(var i=0;i<10002;i++){db.test.insert({"name":"test"+i,"age":123})}
db.test.count()

[slave]
rs.slaveOk()
db.test.count()

#查看mongo副本集之间建立的网络连接
[iyunv@mongo04-new mongoarb]# netstat -atnp |grep mongo
tcp        0      0 0.0.0.0:27017           0.0.0.0:*               LISTEN      60566/mongod        
tcp        0      0 0.0.0.0:27027           0.0.0.0:*               LISTEN      60518/mongod        
tcp        0      0 0.0.0.0:28027           0.0.0.0:*               LISTEN      60518/mongod        
tcp        0      0 103.56.195.5:27027      103.56.195.3:48225      ESTABLISHED 60518/mongod        
tcp        0      0 103.56.195.5:32798      103.56.195.2:27017      ESTABLISHED 60518/mongod        
tcp        0      0 103.56.195.5:27027      103.56.195.4:56920      ESTABLISHED 60518/mongod        
tcp        0      0 103.56.195.5:37736      103.56.195.4:27017      ESTABLISHED 60518/mongod        
tcp        0      0 103.56.195.5:27027      103.56.195.2:56702      ESTABLISHED 60518/mongod        
tcp        0      0 103.56.195.5:59560      103.56.195.3:27017      ESTABLISHED 60518/mongod  


#增删节点
#插入副本节点
rs.add({"_id":2,"host":"103.56.195.4:27017"})

#插入仲裁节点
rs.addArb("103.56.195.5:27027")

#删除节点
rs.remove("103.56.195.4:27017")


#仲裁节点

上面说明已经让25服务器成为仲裁节点。副本集要求参与选举投票(vote)的节点数为奇数，当我们实际环境中因为机器等原因限制只有两个(或偶数)的节点，这时为了实现 Automatic Failover引入另一类节点：仲裁者（arbiter），仲裁者只参与投票不拥有实际的数据，并且不提供任何服务，因此它对物理资源要求不严格。

通过实际测试发现，当整个副本集集群中达到50%的节点（包括仲裁节点）不可用的时候，剩下的节点只能成为secondary节点，整个集群只能读不能写。比如集群中有1个primary节点，2个secondary节点，加1个arbit节点时：当两个secondary节点挂掉了，那么剩下的原来的 primary节点也只能降级为secondary节点；当集群中有1个primary节点，1个secondary节点和1个arbit节点，这时即使 primary节点挂了，剩下的secondary节点也会自动成为primary节点。因为仲裁节点不复制数据，因此利用仲裁节点可以实现最少的机器开 销达到两个节点热备的效果。

#仲裁节点启动参数
[iyunv@mongo04-new mongoarb]# cat /usr/local/mongodb/mongoarb.conf
dbpath=/data/mongoarb/arbiter
logpath=/data/mongoarb/log/arbiter.log
fork=true
port=27027
logappend=true
replSet=repl
keyFile=/data/mongoarb/keyfile/security

#mongo仲裁节点进程

[iyunv@mongo04-new mongoarb]# ps aux |grep mongo

root  60518  1.0  0.1 105572288 66668 ?  Sl  18:30  0:00 /usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/mongoarb.conf --rest

root  60566  0.3  0.0 491396 47140 ? Sl 18:31  0:00 /usr/local/mongodb/bin/mongod --dbpath=/data/mongodb2/db --logpath=/data/mongodb2/log/mongo.log --fork --port 27017 --logappend

#仲裁节点mongo服务添加到systemctl开机自启动服务

[iyunv@mongo04-new mongoarb]# cat /lib/systemd/system/mongoarb.service

[Unit]

Description=mongoarb

After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target

[Service]

Type=forking

PIDFile=/data/mongoarb/arbiter/mongod.lock

ExecStart=/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/mongoarb.conf --rest

ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID

ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID

PrivateTmp=true

LimitFSIZE=infinity

LimitCPU=infinity

LimitAS=infinity

LimitNOFILE=64000

LimitNPROC=64000

[Install]

WantedBy=multi-user.target

#读写分离


MongoDB副本集对读写分离的支持是通过Read Preferences特性进行支持的，这个特性非常复杂和灵活。
应用程序驱动通过read reference来设定如何对副本集进行读取操作，默认的,客户端驱动所有的读操作都是直接访问primary节点的，从而保证了数据的严格一致性。

支持五种的read preference模式：官网说明
primary主节点，默认模式，读操作只在主节点，如果主节点不可用，报错或者抛出异常。
primaryPreferred 首选主节点，大多情况下读操作在主节点，如果主节点不可用，如故障转移，读操作在从节点。
secondary从节点，读操作只在从节点， 如果从节点不可用，报错或者抛出异常。
secondaryPreferred首选从节点，大多情况下读操作在从节点，特殊情况（如单主节点架构）读操作在主节点。
nearest最邻近节点，读操作在最邻近的成员，可能是主节点或者从节点，关于最邻近的成员请参考
注意：2.2版本之前的MongoDB对Read Preference支持的还不完全，如果客户端驱动采用primaryPreferred实际上读取操作都会被路由到secondary节点。

副本集中数据同步过程：Primary节点写入数据，Secondary通过读取Primary的oplog得到复制信息，开始复制数据并且将复制信息写入到自己的oplog。如果某个操作失败，则备份节点停止从当前数据源复制数据。如果某个备份节点由于某些原因挂掉了，当重新启动后，就会自动从oplog的最后一个操作开始同步，同步完成后，将信息写入自己的oplog，由于复制操作是先复制数据，复制完成后再写入oplog，有可能相同的操作会同步两份，不过MongoDB在设计之初就考虑到这个问题，将oplog的同一个操作执行多次，与执行一次的效果是一样的。简单的说就是：

当Primary节点完成数据操作后，Secondary会做出一系列的动作保证数据的同步：
1：检查自己local库的oplog.rs集合找出最近的时间戳。
2：检查Primary节点local库oplog.rs集合，找出大于此时间戳的记录。
3：将找到的记录插入到自己的oplog.rs集合中，并执行这些操作。

副本集的同步和主从同步一样，都是异步同步的过程，不同的是副本集有个自动故障转移的功能。其原理是：slave端从primary端获取日志，然后在自己身上完全顺序的执行日志所记录的各种操作（该日志是不记录查询操作的），这个日志就是local数据 库中的oplog.rs表，默认在64位机器上这个表是比较大的，占磁盘大小的5%，oplog.rs的大小可以在启动参数中设 定：--oplogSize 1000,单位是M。

注意：在副本集的环境中，要是所有的Secondary都宕机了，只剩下Primary。最后Primary会变成Secondary，不能提供服务。