MongoDB Linux版如何实现高可用性

MongoDB Linux版高可用实现指南

一、总体架构选择

• 副本集 Replica Set：至少3 个节点（建议为奇数），通过自动故障切换保障服务连续性与数据冗余，是最基础、最常用且绝大多数业务首选的高可用形态。
• 分片集群 Sharded Cluster：在副本集基础上横向扩展，由多个分片（每个分片是副本集）、至少3 个配置服务器副本集与mongos 路由组成，既高可用又具备水平扩展能力，适合海量数据与高并发场景。

二、副本集快速落地步骤

• 安装与目录准备（三台为例）：安装 MongoDB；创建数据与日志目录并设权（如：/var/lib/mongodb、/var/log/mongodb），创建专用系统用户（如：mongo），便于最小权限运行与安全管理。
• 配置副本集名称：编辑各节点配置文件（如：/etc/mongod.conf）启用复制集：
  replication:
  replSetName: “rs0”
• 启动与自启：
  sudo systemctl start mongod
  sudo systemctl enable mongod
• 初始化副本集：连接任一节点执行（示例为三节点）：
  mongo --host < node1_ip> :27017
  rs.initiate({
  _id: “rs0”,
  members: [
  { _id: 0, host: “< node1_ip> :27017” } ,
  { _id: 1, host: “< node2_ip> :27017” } ,
  { _id: 2, host: “< node3_ip> :27017” }
  ]
  } )
• 验证：rs.status() 查看成员角色与同步状态。
• 防火墙放行（CentOS 示例）：
  sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27017/tcp --permanent
  sudo firewall-cmd --reload

三、分片集群部署要点

• 配置服务器副本集（CSRS）：至少3 个以保存集群元数据，建议以副本集方式运行：
  mongod --configsvr --replSet configReplSet --dbpath /data/configdb --port 27019
  初始化：
  mongo --host < cfg_ip> :27019
  rs.initiate({ _id: “configReplSet”, configsvr: true, members: […] } )
• 启动 mongos 路由：
  mongos --configdb configReplSet/< cfg_ip> :27019 --port 27018
• 分片（每个分片为副本集）：在各分片节点启动 mongod（示例端口27017），并初始化各自副本集（如：shard1、shard2）。
• 接入分片与启用分片：
  mongo --host < mongos_ip> :27018
  sh.addShard(“< shard_name> /:27017,:27017,:27017”)
  sh.enableSharding(“< database_name> ”)
  sh.shardCollection(“< database_name> .< collection_name> ”, { “< shard_key> ”: 1 } )

四、高可用验证与日常运维

• 故障切换演练：在主节点所在机器执行 kill 或 systemctl stop mongod，随后在 mongo shell 观察 rs.status()，确认主从切换与数据同步恢复；必要时检查各节点日志（如：/var/log/mongodb/mongod.log）。
• 监控与告警：部署MongoDB Ops Manager或Prometheus + Grafana监控关键指标（连接数、复制延迟、队列、页面错误等），并配置阈值告警。
• 备份与恢复：例行使用mongodump/mongorestore做逻辑备份；生产环境建议使用Percona XtraBackup进行物理热备，并定期做恢复演练验证可用性。

五、Linux系统与安全加固建议

• 运行身份与目录权限：使用专用用户（如：mongo）运行 mongod，数据/日志目录属主设为该用户，最小权限原则。
• 网络与端口：仅开放必要端口（如：27017/mongod、27018/mongos、27019/configsvr），限制来源网段；跨机房/公网部署务必启用TLS/SSL加密通信。
• 认证与授权：启用SCRAM身份验证，按业务划分角色与权限；为运维、应用分配最小权限账户。
• 系统优化：关闭透明大页（THP）以减少内存与延迟抖动：
  echo “never” > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
  echo “never” > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
• 服务管理：使用systemd托管 mongod/mongos，配置合理的 Restart=on-failure 与资源限制（如：LimitNOFILE、LimitNPROC）。

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