MongoDB 单节点升级为副本集高可用集群（1主1从1仲裁）

作者介绍：老苏，10余年DBA工作运维经验，擅长Oracle、MySQL、PG、Mongodb数据库运维（如安装迁移，性能优化、故障应急处理等）
公众号：老苏畅谈运维
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一、项目背景

由于历史原因，生产环境中MongoDB使用的是单节点。但随着业务增长，考虑到这个同步业务的重要性，避免由于单节点故障造成业务停止，所以需要升级为副本集保证高可用。
下面这架构图是需要实现的MongoDB副本集高可用架构：
请添加图片描述
Relica Set副本集方式整体大概如图：
请添加图片描述

二、 升级架构前注意事项

在生产环境中，做单节点升级到集群前，一定要先备份好mongodb的所有数据，避免操作失误导致数据丢失。
并且在保证在升级期间不会有程序连接到MongoDB进行读写操作，建议停服务升级，且在凌晨业务低峰期，进行操作。

–使用mongodump进行全库备份

mongodump  -uroot -p123456 --port 27017 --authenticationDatabase admin -j 2 -o /media/backup/full/$(date +%Y%m%d)

三、 原单节点MongoDB配置信息

角色IP
单节点IP：10.10.10.45 端口：27017

该节点配置信息：

# cat /etc/mongod.conf |grep -v '^#'


systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log

storage:
  dbPath: /var/lib/mongo
  journal:
    enabled: true

processManagement:
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

net:
  port: 27017
  #bindIp: 127.0.0.1  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
  bindIp: 0.0.0.0

修改该配置文件增加副本集配置

# cat /etc/mongod.conf |grep -v '^#'


systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log

storage:
  dbPath: /var/lib/mongo
  journal:
    enabled: true

processManagement:
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

net:
  port: 27017
  #bindIp: 127.0.0.1  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
  bindIp: 0.0.0.0


replication:
  oplogSizeMB: 4096
  replSetName: rs

四、新增节点信息

角色IP
新增从节点IP：10.10.10.46 端口：27017
新增仲裁节点IP：10.10.10.47 端口：27017

这两个节点配置文件，只需复制PRIMARY节点配置文件，并修改相应的 "bindIp"即可。
从节点配置：

# cat /etc/mongod.conf |grep -v '^#'


systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log

storage:
  dbPath: /var/lib/mongo
  journal:
    enabled: true

processManagement:
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

net:
  port: 27017
  #bindIp: 127.0.0.1  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
  bindIp: 0.0.0.0


replication:
  oplogSizeMB: 4096
  replSetName: rs

仲裁节点配置：

# cat /etc/mongod.conf |grep -v '^#'


systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log

storage:
  dbPath: /var/lib/mongo
  journal:
    enabled: true

processManagement:
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

net:
  port: 27017
  #bindIp: 127.0.0.1  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
  bindIp: 0.0.0.0




replication:
  oplogSizeMB: 4096
  replSetName: rs

启动3个节点：要先启动PRIMARY节点，2个SECONDARY节点后面启动。

# systemctl start mongod

五、 初始化副本集

使用mongo shell连接到主节点，执行初始化命令

test> use admin
switched to db admin
admin> 
config = {
  _id : "rs", 
  members : [
    {_id:0, host:"10.10.10.45:27017"},
    {_id:1, host:"10.10.10.46:27017"},
    {_id:2, host:"10.10.10.47:27017", arbiterOnly: true},
  ]
}

> rs.initiate(config)               //初始化副本集
{ ok: 1 }                          //返回ok：1成功，返回ok：0失败

在这里插入图片描述

• 查看集群状态信息

rs [direct: secondary] admin> rs.status()
{
  set: 'rs',
  date: ISODate('2024-07-06T08:56:17.985Z'),
  myState: 1,
  term: Long('1'),
  syncSourceHost: '',
  syncSourceId: -1,
  heartbeatIntervalMillis: Long('2000'),
  majorityVoteCount: 2,
  writeMajorityCount: 2,
  votingMembersCount: 3,
  writableVotingMembersCount: 2,
  optimes: {
    lastCommittedOpTime: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
    lastCommittedWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z'),
    readConcernMajorityOpTime: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
    appliedOpTime: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
    durableOpTime: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
    lastAppliedWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z'),
    lastDurableWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z')
  },
  lastStableRecoveryTimestamp: Timestamp({ t: 1720256159, i: 1 }),
  electionCandidateMetrics: {
    lastElectionReason: 'electionTimeout',
    lastElectionDate: ISODate('2024-07-06T08:54:19.727Z'),
    electionTerm: Long('1'),
    lastCommittedOpTimeAtElection: { ts: Timestamp({ t: 1720256048, i: 1 }), t: Long('-1') },
    lastSeenOpTimeAtElection: { ts: Timestamp({ t: 1720256048, i: 1 }), t: Long('-1') },
    numVotesNeeded: 2,
    priorityAtElection: 1,
    electionTimeoutMillis: Long('10000'),
    numCatchUpOps: Long('0'),
    newTermStartDate: ISODate('2024-07-06T08:54:19.734Z'),
    wMajorityWriteAvailabilityDate: ISODate('2024-07-06T08:54:20.619Z')
  },
  members: [
    {
      _id: 0,
      name: '10.10.10.45:27017',
      health: 1,
      state: 1,
      stateStr: 'PRIMARY',
      uptime: 449,
      optime: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
      optimeDate: ISODate('2024-07-06T08:56:09.000Z'),
      lastAppliedWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z'),
      lastDurableWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z'),
      syncSourceHost: '',
      syncSourceId: -1,
      infoMessage: '',
      electionTime: Timestamp({ t: 1720256059, i: 1 }),
      electionDate: ISODate('2024-07-06T08:54:19.000Z'),
      configVersion: 1,
      configTerm: 1,
      self: true,
      lastHeartbeatMessage: ''
    },
    {
      _id: 1,
      name: '10.10.10.46:27017',
      health: 1,
      state: 2,
      stateStr: 'SECONDARY',
      uptime: 129,
      optime: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
      optimeDurable: { ts: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }), t: Long('1') },
      optimeDate: ISODate('2024-07-06T08:56:09.000Z'),
      optimeDurableDate: ISODate('2024-07-06T08:56:09.000Z'),
      lastAppliedWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z'),
      lastDurableWallTime: ISODate('2024-07-06T08:56:09.745Z'),
      lastHeartbeat: ISODate('2024-07-06T08:56:17.775Z'),
      lastHeartbeatRecv: ISODate('2024-07-06T08:56:16.777Z'),
      pingMs: Long('0'),
      lastHeartbeatMessage: '',
      syncSourceHost: '10.10.10.45:27017',
      syncSourceId: 0,
      infoMessage: '',
      configVersion: 1,
      configTerm: 1
    },
    {
      _id: 2,
      name: '10.10.10.47:27017',
      health: 1,
      state: 7,
      stateStr: 'ARBITER',
      uptime: 129,
      lastHeartbeat: ISODate('2024-07-06T08:56:17.776Z'),
      lastHeartbeatRecv: ISODate('2024-07-06T08:56:17.775Z'),
      pingMs: Long('0'),
      lastHeartbeatMessage: '',
      syncSourceHost: '',
      syncSourceId: -1,
      infoMessage: '',
      configVersion: 1,
      configTerm: 1
    }
  ],
  ok: 1,
  '$clusterTime': {
    clusterTime: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 }),
    signature: {
      hash: Binary.createFromBase64('AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA=', 0),
      keyId: Long('0')
    }
  },
  operationTime: Timestamp({ t: 1720256169, i: 1 })
}

查看从库延时信息

rs [direct: primary] admin> rs.printSecondaryReplicationInfo()
source: 10.10.10.46:27017
{
  syncedTo: 'Sat Jul 06 2024 16:57:29 GMT+0800 (China Standard Time)',
  replLag: '0 secs (0 hrs) behind the primary '
}

上面看到从库已经完全同步，没有延时。

六、测试数据

–主库插入数据

rs [direct: primary] admin> for(i=0;i<1000;i++){db.log.insert({"uid":i,"name":"mongodb","age":6})};
DeprecationWarning: Collection.insert() is deprecated. Use insertOne, insertMany, or bulkWrite.
{
  acknowledged: true,
  insertedIds: { '0': ObjectId('6689087d597863336614a32f') }
}
rs [direct: primary] admin> show tables;
log
mycollection
system.keys
system.users
system.version

–从库上查看数据

rs [direct: secondary] admin> show tables;
log
mycollection
system.keys
system.users
system.version
rs [direct: secondary] admin> db.log.find().count()
1000

由此可以看出，主从节点数据同步正常。

关注我，学习更多数据库知识。
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