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MongoDB 容器部署(高可用)

2023-05-08 14:20不止dotNET MongoDB

MongoDB 是一款 NoSQL 数据,通常用来存储非结构化数据,我们的产品中也有用到,例如:一些文件存储在 MongoDB 的 GridFS 中。MongoDB 有三种方式来实现高可用

MongoDB 容器部署(高可用)

MongoDB 是一款 NoSQL 数据,通常用来存储非结构化数据,我们的产品中也有用到,例如:一些文件存储在 MongoDB 的 GridFS 中。

MongoDB 有三种方式来实现高可用:

  • 副本集:副本集是 MongoDB 官方推荐的高可用解决方案。它通过在多个节点上复制数据来实现数据冗余和故障转移。副本集通常包括一个主节点和多个从节点,如果主节点发生故障,从节点可以自动选举出一个新的主节点,从而实现自动故障转移。
  • 分片集群:分片集群是一种横向扩展的解决方案,可以将数据分散到多个节点上,从而提高读写性能和可伸缩性。分片集群通常由多个分片节点、多个配置节点和多个代理节点组成,其中分片节点负责存储数据,配置节点负责管理元数据,代理节点负责将客户端请求路由到正确的分片节点上。
  • 复制集群:复制集群是一种基于副本集的解决方案,可以将多个副本集组合在一起,从而实现更高的可用性和可扩展性。复制集群通常由多个副本集节点和多个代理节点组成,其中代理节点负责将客户端请求路由到正确的副本集节点上。

本文中选择 MongoDB 的副本集的方式来进行演示,副本集相对简单,也能达到高可用的目的,架构图如下:

MongoDB 容器部署(高可用)

为了方便,在一台服务器上使用多个容器的方式来进行部署,真实场景下只需要把三个容器分别部署到三台服务器上即可,具体步骤如下:

1、准备一台 CentOS 服务器,安装好 Docker 和 docker-compose 。

2、在 /home 目录创建 mongodb 目录,进入 mongodb 目录创建 data 目录,data 目录中分别创建 mongo1、mongo2、mongo3 用来存放三个节点的数据。

3、使用命令 chmod -R 777 data 给 data 目录设置权限。

4、在 mongodb 目录中创建文件 docker-compose.yml ,用来构建容器,内容如下:

  1. version: '3' 
  2. services: 
  3.   mongo1: 
  4.     image: mongo:5.0 
  5.     container_name: mongo1 
  6.     restart: always 
  7.     ports: 
  8.      - "27017:27017" 
  9.     volumes: 
  10.      - ./data/mongo1:/data/db 
  11.     command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all --port 27017 
  12.  
  13.   mongo2: 
  14.     image: mongo:5.0 
  15.     container_name: mongo2 
  16.     restart: always 
  17.     ports: 
  18.      - "27018:27017" 
  19.     volumes: 
  20.      - ./data/mongo2:/data/db 
  21.     command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all --port 27017 
  22.  
  23.   mongo3: 
  24.     image: mongo:5.0 
  25.     container_name: mongo3 
  26.     restart: always 
  27.     ports: 
  28.      - "27019:27017" 
  29.     volumes: 
  30.      - ./data/mongo3:/data/db 
  31.     command: mongod --replSet rs0 --bind_ip_all --port 27017 
  • ports:27017、27018、27019 分别为三个节点对外的端口
  • volumes:将步骤 2 中创建的目录和容器内的数据目录进行映射
  • --replSet rs0:指定副本集的名称为 rs0
  • --bind_ip_all:可以让 MongoDB 实例能够通过所有网络接口进行连接,包括本地主机、局域网和互联网。这通常用于在多个计算机之间共享 MongoDB 数据库,或在具有可用公共 IP 地址的环境中使用。

5、在 mongodb 目录下执行 docker-compose up -d 进行容器的构建,成功后如下图:

MongoDB 容器部署(高可用)

6、随便进入一个 MongoDB 容器,下面命令为进入容器名 mongo1 的容器内部。

docker exec -it mongo1 bash

7、进入容器内部后,输入 mongo 命令进入 MongoDB 的命令行模式,在该模式执行下面的命令进行副本集的初始化:

  1. rs.initiate({_id: "rs0", members: [ 
  2.   {_id: 0, host: "10.211.55.3:27017"}, 
  3.   {_id: 1, host: "10.211.55.3:27017"}, 
  4.   {_id: 2, host: "10.211.55.3:27017"
  5. ]}) 
  • 该命令初始化一个名为 rs0 的副本集,并将三个 MongoDB 容器添加为成员。
  • 注意:host 中指定的 IP 为服务器的 IP,当然如果使用的是容器 IP 或者容器名称,副本集和能正常启动和运行,但程序连接的时候就会出错 。

8、继续在 MongoDB 的命令行模式执行 rs.status() ,这个命令可以查看副本集的状态信息,包括成员、主节点和副本集配置。

MongoDB 容器部署(高可用)

  • Mongo1 被指定为了主(Primary),其余两个容器为副本(Secondary)。

9、在 Navicat 中配置连接副本集,如下图:

MongoDB 容器部署(高可用)

10、到这里,MongoDB 在 Docker 中部署副本集就已经完成,接下来可以通过一些场景测试下是否能故障自动转移,我验证的场景如下:

  • 重启虚拟机后检查 MongoDB 服务是否正常。
  • 使用命令 systemctl restart docker 将 docker 重启,检查 MongoDB 服务是否正常。
  • 使用命令 docker stop mongo1 将副本集中的主节点停掉,检查剩下的两个从节点是否能重现选举新的主节点。
  • 使用命令 docker start mongo1 将之前的主节点启动,检查是否能自动切换为从节点。
  • 将 mongo2、mongo3 这两个从节点都停掉,检查 MongoDB 服务还是否可用,正常情况下应该是不可用,主节点 mongo1 会降级为从,变为只读,直连 mongo1 可以连接进行数据读取,集群无法连接。
  • 上面每一步操作后,除了看状态之外,还需要用程序进行连接验证服务是否正常。

11、使用 .NET Core 程序进行验证,创建一个 .NET 6 的控制台程序,引用 NuGet 包 MongoDB.Driver 。

12、Program 类的代码如下:

  1. using MongoDB.Bson; 
  2. using MongoDB.Driver; 
  3.  
  4. var mongoConnectionString = "mongodb://10.211.55.3:27017,10.211.55.3:27018,10.211.55.3:27019/test?replicaSet=rs0&readPreference=primary"
  5.  
  6. var mongoClient = new MongoClient(mongoConnectionString); 
  7. var database = mongoClient.GetDatabase("test"); 
  8. var collection = database.GetCollection<BsonDocument>("test"); 
  9.  
  10.  // 插入一条文档 
  11. var document = new BsonDocument { { "name""oec2003" }, { "age", 30 } }; 
  12. collection.InsertOne(document); 
  13.  
  14. var documents = await collection.Find(Builders<BsonDocument>.Filter.Empty).ToListAsync(); 
  15. foreach (var doc in documents) 
  16.     Console.WriteLine(doc); 

  • 连接字符串中的 replicaSet = rs0 用来指定副本集的名称。
  • readPreference=primary ,将读取偏好设置为主节点,表示只从主节点读取数据,这也是默认模式,除了 primary 外,还有一些其他的配置选项,说明如下:
  • readPreference=primaryPreferred:查询将首选主节点,但如果主节点不可用,则可以从其他节点读取数据。
  • readPreference=secondary:查询将只从副本集的次要节点读取数据。如果没有次要节点可用,则查询将失败。
  • readPreference=secondaryPreferred:查询将优先从次要节点读取数据,但如果没有次要节点可用,则可以从主节点读取数据。
  • readPreference=nearest:查询将从网络延迟最低的节点读取数据。这个选项不考虑节点的角色(主节点或次要节点),而是选择网络最近的节点。

在高可用部署中,一定要结合实际情况进行权衡后,采取既能解决问题,又驾轻就熟的方案,否则,出现问题,如果不能及时解决,效果还不如单机。

原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/Z_3kPQ0EdgL7KO_kSff68Q

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