前言

前段時(shí)間維護(hù)的一個(gè)事業(yè)群的其中一條業(yè)務(wù)線的開發(fā)找到運(yùn)維，提出來了一個(gè)MongoDB的優(yōu)化問題，那段時(shí)間MongoDB正在從op管理移交給db進(jìn)行維護(hù)，整個(gè)部門都對(duì)MongoDB的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)缺乏，MongoDB的優(yōu)化更是一個(gè)未知的挑戰(zhàn)。當(dāng)op找到我，核心系統(tǒng)的公共服務(wù)平臺(tái)用來進(jìn)行短信服務(wù)的MongoDB集群想進(jìn)行一次優(yōu)化，我當(dāng)仁不能讓的承擔(dān)了這項(xiàng)我都覺得可能搞不定的任務(wù)。

開發(fā)找到我提出了兩點(diǎn)兒問題，并尋求運(yùn)維團(tuán)隊(duì)解決這個(gè)問題，不過最終在我的理性的思考和他感性的思維碰撞下，最終我還是以勝利者的姿態(tài)勝出。我成功說服了他，并解答了他一些疑問，得到了滿意的答復(fù)后再也沒找我了。當(dāng)然這里肯定不會(huì)就憑幾句話，任你理論再怎么豐富，態(tài)度如何曖昧，不拿點(diǎn)兒真實(shí)數(shù)據(jù)，做點(diǎn)兒什么，怎么能說服經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)認(rèn)定的事兒。溝通了大半天，占據(jù)了我白天的工作時(shí)間，不過他提出來的問題還是很值得討論。

根據(jù)開發(fā)的邏輯，是想橫向擴(kuò)充secondary節(jié)點(diǎn)，把其他要求不高的業(yè)務(wù)放到secondary節(jié)點(diǎn)上，減輕primary節(jié)點(diǎn)的壓力，達(dá)到部分讀寫分離，使得主要業(yè)務(wù)優(yōu)先保障。我覺得這個(gè)出發(fā)點(diǎn)是好的，但并沒有就此作出回應(yīng)，其一是他沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)他認(rèn)為的有延遲并不是數(shù)據(jù)庫集群的問題（這里不詳細(xì)講述排查的過程，下一篇文章會(huì)講些MongoDB的寫入與業(yè)務(wù)邏輯），其二是我們確實(shí)缺乏有效的資源硬件去進(jìn)行擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)。

不同的業(yè)務(wù)場景應(yīng)用不同的架構(gòu)策略，擴(kuò)充secondary節(jié)點(diǎn)有時(shí)候不能解決問題，尤其是那些實(shí)時(shí)性很高的業(yè)務(wù)，但有時(shí)候擴(kuò)充secondary節(jié)點(diǎn)確實(shí)有效，比如硬件升級(jí)后需要做的服務(wù)遷移，需要在線擴(kuò)充secondary節(jié)點(diǎn)來滿足業(yè)務(wù)需要的更高的硬件要求。

MongoDB的secondary節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)充，我總結(jié)起來有兩種方式：

1、rs.add()直接擴(kuò)充

2、一致性備份后進(jìn)行擴(kuò)充（個(gè)人叫法）

1、rs.add("HOST_NAME:PORT")

具體的實(shí)現(xiàn)方式是登陸擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)的機(jī)器，編輯好配置文件，并建立相應(yīng)的目錄和權(quán)限，啟動(dòng)MongoDB實(shí)例就可以了。

需要注意的一點(diǎn)兒是這種擴(kuò)充方式要保證同步源的數(shù)據(jù)量級(jí)，即保證在同步完數(shù)據(jù)前MongoDB的oplog不會(huì)被覆蓋，這點(diǎn)兒類似與MySQL的redo log日志，如果被覆蓋那么同步的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致，導(dǎo)致同步失敗。

需要注意的另一點(diǎn)是同步數(shù)據(jù)的過程中，當(dāng)集群數(shù)據(jù)達(dá)到一定量級(jí)時(shí)，同步數(shù)據(jù)的大小很大就會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成一定的壓力，可能對(duì)業(yè)務(wù)的核心交換機(jī)造成影響，因此需要用TC工具對(duì)同步流量做限速處理。這個(gè)限速需要考慮同步源可能不會(huì)是primary，也可能是同樣角色的secondary節(jié)點(diǎn)，令外限速同步勢必會(huì)增大同步時(shí)間，這個(gè)會(huì)增大oplog被覆蓋的概率，具體限速值還是要經(jīng)過計(jì)算才能把握好。

2、一致性快照快速添加secondary節(jié)點(diǎn)（自我命名，歡迎各位交流）

　 a)primary節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行一致性快照備份

　 b)secondary節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行一致性快照恢復(fù)，僅僅對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行恢復(fù)，暫時(shí)不要對(duì)oplog進(jìn)行恢復(fù)

     c)初始化oplog.rs集合，并恢復(fù)oplog記錄

     d)初始化local數(shù)據(jù)庫的其他兩個(gè)集合db.replset.election，db.system.replset

　 e)修改數(shù)據(jù)庫配置并重啟數(shù)據(jù)庫（這一步操作前實(shí)例不開啟認(rèn)證模式、復(fù)制集的配置）,rs.add("HOST_NAME:PORT")將secondary添加進(jìn)集群并觀察同步狀態(tài)、校驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整和一致性

實(shí)踐的詳細(xì)實(shí)踐過程如下（僅供參考交流，生產(chǎn)環(huán)境慎用）：

1、primary上進(jìn)行一致性快照備份

#primary節(jié)點(diǎn)或者其他secondary節(jié)點(diǎn)備份數(shù)據(jù)
[root@172-16-3-190 mongodb]# /opt/app/mongodb/bin/mongodump -uroot -ppwd4mysql --authenticationDatabase=admin --port=27017 --oplog -o /tmp/dump_mongo/
2018-08-20T15:42:47.028+0800 writing admin.system.users to 
2018-08-20T15:42:47.030+0800 done dumping admin.system.users (1 document)
2018-08-20T15:42:47.030+0800 writing admin.system.version to 
2018-08-20T15:42:47.031+0800 done dumping admin.system.version (2 documents)
2018-08-20T15:42:47.032+0800 writing super_hero.user_address to 
2018-08-20T15:42:47.032+0800 writing super_hero.user_info to 
2018-08-20T15:42:47.033+0800 done dumping super_hero.user_address (1 document)
2018-08-20T15:42:47.033+0800 done dumping super_hero.user_info (1 document)
2018-08-20T15:42:47.034+0800 writing captured oplog to 
2018-08-20T15:42:47.036+0800 dumped 1 oplog entry

#查看備份的文件
[root@172-16-3-190 mongodb]# ls -lh /tmp/dump_mongo/
total 12K
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Aug 20 15:42 admin
-rw-r--r-- 1 root root 110 Aug 20 15:42 oplog.bson
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Aug 20 15:42 super_hero

#傳遞備份到準(zhǔn)備添加為secondary的節(jié)點(diǎn)上
[root@172-16-3-190 tmp]# scp -r -P22222 /tmp/dump_mongo/ liyingxiao@172.16.3.189:/tmp

2、secondary節(jié)點(diǎn)一致性快照恢復(fù)

#auth=true
#replSet = repl_mongo
#clusterAuthMode=keyFile
#keyFile=/opt/app/mongodb/keyfile/mongodb.key

##恢復(fù)數(shù)據(jù)
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongorestore --oplogReplay --port=27017 /tmp/dump_mongo/      
2018-08-20T15:56:32.161+0800 preparing collections to restore from
2018-08-20T15:56:32.193+0800 reading metadata for super_hero.user_info from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_info.metadata.json
2018-08-20T15:56:32.194+0800 reading metadata for super_hero.user_address from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_address.metadata.json
2018-08-20T15:56:32.222+0800 restoring super_hero.user_address from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_address.bson
2018-08-20T15:56:32.300+0800 restoring super_hero.user_info from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_info.bson
2018-08-20T15:56:32.867+0800 no indexes to restore
2018-08-20T15:56:32.867+0800 finished restoring super_hero.user_address (1 document)
2018-08-20T15:56:32.881+0800 no indexes to restore
2018-08-20T15:56:32.881+0800 finished restoring super_hero.user_info (1 document)
2018-08-20T15:56:32.881+0800 restoring users from /tmp/dump_mongo/admin/system.users.bson
2018-08-20T15:56:32.993+0800 replaying oplog
2018-08-20T15:56:32.997+0800 done

3、初始化oplog.rs集合，并恢復(fù)oplog記錄

創(chuàng)建oplog.rs集合并初始化大小

 use local
 db.createCollection("oplog.rs",{"capped":true,"size":100000000})

恢復(fù)一致性備份的oplog.rs集合的數(shù)據(jù)到secondary節(jié)點(diǎn)

[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongorestore -d local -c oplog.rs --port=27017 /tmp/dump_mongo/oplog.bson 
2018-08-20T16:12:49.848+0800 checking for collection data in /tmp/dump_mongo/oplog.bson
2018-08-20T16:12:49.852+0800 restoring local.oplog.rs from /tmp/dump_mongo/oplog.bson
2018-08-20T16:12:49.925+0800 no indexes to restore
2018-08-20T16:12:49.925+0800 finished restoring local.oplog.rs (1 document)
2018-08-20T16:12:49.925+0800 done

4、初始化db.replset.election，db.system.replset集合，其中replset.election需要查詢主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到secondary節(jié)點(diǎn)，或者兩個(gè)結(jié)合自行save到secondary節(jié)點(diǎn)。另集合system.replset加入復(fù)制集后可自動(dòng)識(shí)別primary節(jié)點(diǎn)內(nèi)容（這里我采取自行同步數(shù)據(jù)）

 #primary節(jié)點(diǎn)
 repl_mongo:PRIMARY> db.replset.election.find()
 { "_id" : ObjectId("5b7a6ee5de7a24b82a686139"), "term" : NumberLong(1), "candidateIndex" : NumberLong(0) }
 #secondary節(jié)點(diǎn)
 db.replset.election.save({ "_id" : ObjectId("5b7a6ee5de7a24b82a686139"), "term" : NumberLong(1), "candidateIndex" : NumberLong(0) })

5、修改數(shù)據(jù)庫配置并重啟，添加secondary節(jié)點(diǎn)到復(fù)制集群中

#auth=true
#replSet = repl_mongo
#clusterAuthMode=keyFile
#keyFile=/opt/app/mongodb/keyfile/mongodb.key

[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongod --shutdown -f /opt/app/mongodb/mongo.conf 
killing process with pid: 5331
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# vim /opt/app/mongodb/mongo.conf #注釋去掉并重啟
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongod -f /opt/app/mongodb/mongo.conf   
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 5722
child process started successfully, parent exiting

#添加secondary節(jié)點(diǎn)
repl_mongo:PRIMARY> rs.add({"_id":1,"host":"172.16.3.189:27017"})
{
  "ok" : 1,
  "operationTime" : Timestamp(1534752953, 1),
  "$clusterTime" : {
    "clusterTime" : Timestamp(1534752953, 1),
    "signature" : {
      "hash" : BinData(0,"Tt9nzhoVYdUtGFZnc1Kg1exl0Hc="),
      "keyId" : NumberLong("6591702943026642945")
    }
  }
}

6、登錄添加的secondary節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證復(fù)制集狀態(tài)，數(shù)據(jù)完整和一致性。

 [root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongo -uroot -ppwd4mysql --authenticationDatabase=admin --port=27017

重點(diǎn)介紹第二種省時(shí)省心但費(fèi)力費(fèi)操作的添加secondary節(jié)點(diǎn)的方法，實(shí)踐過程中數(shù)據(jù)庫實(shí)例前期去掉認(rèn)證和復(fù)制集參數(shù)，是方便我們下面的一些需要用戶權(quán)限的操作，避免建立管理員賬號(hào)，后續(xù)加入集群后自行同步了primary節(jié)點(diǎn)的賬號(hào)。重啟后登錄secondary節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證服務(wù)的可用性和數(shù)據(jù)一致性時(shí)，使用集群的管理賬號(hào)進(jìn)入，否則會(huì)報(bào)認(rèn)證的錯(cuò)誤。

總結(jié)如上兩種擴(kuò)充方式，對(duì)于方式1的擴(kuò)充簡單省事，需要保證oplog不被覆蓋和評(píng)估同步流量的影響問題，是我們通常進(jìn)行橫向復(fù)制集添加secondary節(jié)點(diǎn)的方法。對(duì)于第二種方式，操作繁瑣但不用擔(dān)心oplog被覆蓋，且操作期間不會(huì)過多擔(dān)憂網(wǎng)絡(luò)流量的問題，僅僅考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧髁坑绊?。第一種方式操作時(shí)間周期長，不可控的影響范圍大費(fèi)時(shí)費(fèi)精力，第二種方式操作時(shí)間短，操作的步驟多，容易出現(xiàn)其他問題。

MongoDB secondary節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)recovering狀態(tài)

MongoDB做了replica sets之后,secondary節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)recovering狀態(tài)

在一次mongo集群掛掉后，重啟，發(fā)現(xiàn)有一臺(tái)服務(wù)器的mongo節(jié)點(diǎn)一直處于recovering狀態(tài)，不能變?yōu)閟econdary或者primary。

查詢官方文檔后，找到解決方案，在此記錄。

出現(xiàn)原因

備份節(jié)點(diǎn)的工作原理過程可以大致描述為，備份節(jié)點(diǎn)定期輪詢主節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)操作，然后對(duì)自己的數(shù)據(jù)副本進(jìn)行這些操作，從而保證跟主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同步。

至于主節(jié)點(diǎn)上的所有數(shù)據(jù)庫狀態(tài)改變的操作，都會(huì)存放在一張?zhí)囟ǖ南到y(tǒng)表中。備份節(jié)點(diǎn)則是根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行自己的數(shù)據(jù)更新。

上面提到的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)改變的操作，稱為oplog（operation log，主節(jié)點(diǎn)操作記錄）。oplog存儲(chǔ)在local數(shù)據(jù)庫的"oplog.rs"表中。副本集中備份節(jié)點(diǎn)異步的從主節(jié)點(diǎn)同步oplog，然后重新執(zhí)行它記錄的操作，以此達(dá)到了數(shù)據(jù)同步的作用。

關(guān)于oplog有幾個(gè)注意的地方：

• oplog只記錄改變數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的操作
• 存儲(chǔ)在oplog中的操作并不是和主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的操作完全一樣，例如"$inc"操作就會(huì)轉(zhuǎn)化為"$set"操作
• oplog存儲(chǔ)在固定集合中(capped collection)，當(dāng)oplog的數(shù)量超過oplogSize，新的操作就會(huì)覆蓋舊的操作

數(shù)據(jù)同步

在副本集中，有兩種數(shù)據(jù)同步方式：

• initial sync（初始化）：這個(gè)過程發(fā)生在當(dāng)副本集中創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫或其中某個(gè)節(jié)點(diǎn)剛從宕機(jī)中恢復(fù)，或者向副本集中添加新的成員的時(shí)候，默認(rèn)的，副本集中的節(jié)點(diǎn)會(huì)從離它最近的節(jié)點(diǎn)復(fù)制oplog來同步數(shù)據(jù)，這個(gè)最近的節(jié)點(diǎn)可以是primary也可以是擁有最新oplog副本的secondary節(jié)點(diǎn)。
• 該操作一般會(huì)重新初始化備份節(jié)點(diǎn)，開銷較大
• replication（復(fù)制）：在初始化后這個(gè)操作會(huì)一直持續(xù)的進(jìn)行著,以保持各個(gè)secondary節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)同步。

initial sync

當(dāng)遇到上面例子中無法同步的問題時(shí)，只能使用以下兩種方式進(jìn)行initial sync了

• 第一種方式就是停止該節(jié)點(diǎn)，然后刪除目錄中的文件，重新啟動(dòng)該節(jié)點(diǎn)。這樣，這個(gè)節(jié)點(diǎn)就會(huì)執(zhí)行initial sync
  注意：通過這種方式，sync的時(shí)間是根據(jù)數(shù)據(jù)量大小的，如果數(shù)據(jù)量過大，sync時(shí)間就會(huì)很長
  同時(shí)會(huì)有很多網(wǎng)絡(luò)傳輸，可能會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的工作
• 第二種方式，停止該節(jié)點(diǎn)，然后刪除目錄中的文件，找一個(gè)比較新的節(jié)點(diǎn)，然后把該節(jié)點(diǎn)目錄中的文件拷貝到要sync的節(jié)點(diǎn)目錄中

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。