如何在Linux上实现MongoDB高可用性

在 Linux 上实现 MongoDB 高可用

一、总体架构选择

副本集 Replica Set：至少 3 个节点（建议为 3 数据节点；也可 2 数据 + 1 仲裁 Arbiter），提供自动故障转移与数据冗余，是 MongoDB 高可用的基础形态。
分片集群 Sharded Cluster：面向海量数据与高并发，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，实现水平扩展与高可用。
生产建议：优先使用副本集；当数据规模或并发达到瓶颈时再引入分片。以上两种形态均为官方推荐的高可用方案。

二、基于副本集的高可用部署步骤

准备与安装
- 在所有节点安装 MongoDB（如 CentOS 7+ 使用官方 YUM 源），创建数据与日志目录并校正权限：
  sudo mkdir -p /var/lib/mongodb /var/log/mongodb
  sudo chown -R mongodb:mongodb /var/lib/mongodb /var/log/mongodb
- 启动服务并设为开机自启：
  sudo systemctl start mongod && sudo systemctl enable mongod
配置副本集
- 编辑配置文件 /etc/mongod.conf，启用副本集名称（三节点保持一致）：
  replication:
  replSetName: “rs0”
- 重启使配置生效：sudo systemctl restart mongod
初始化副本集
- 连接任一节点：mongo --host <node1_ip> --port 27017
- 执行初始化（示例为三数据节点；如需仲裁，可将其中一个成员的 arbiterOnly: true）：
  rs.initiate({
  _id: “rs0”,
  members: [
  { _id: 0, host: “<node1_ip>:27017” },
  { _id: 1, host: “<node2_ip>:27017” },
  { _id: 2, host: “<node3_ip>:27017” }
  ]
  })
验证与日常运维
- 查看状态：rs.status()；查看配置：rs.conf()
- 读写分离：默认从节点不可读，可在会话中执行 rs.slaveOk() 或驱动开启读偏好；写操作仅在 PRIMARY 进行。

三、分片集群的高可用部署步骤

部署配置服务器副本集（CSRS）
- 启动 3 个配置服务器（示例端口 27019）：
  mongod --configsvr --replSet configReplSet --dbpath /data/configdb --port 27019
- 连接任一配置服务器并初始化：
  mongo --host <cfg_ip> --port 27019
  rs.initiate({
  _id: “configReplSet”,
  configsvr: true,
  members: [
  { _id: 0, host: “:27019” },
  { _id: 1, host: “:27019” },
  { _id: 2, host: “:27019” }
  ]
  })
部署分片（每个分片为副本集）
- 启动各分片的 mongod（示例端口 27018/27019/27020），并在各自副本集内执行 rs.initiate(…) 完成初始化（方法与“副本集部署”一致）。
部署 mongos 路由
- 启动 mongos（示例端口 27017）：
  mongos --configdb configReplSet/:27019,:27019,:27019 --port 27017
接入分片并启用分片
- 连接 mongos：mongo --host <mongos_ip> --port 27017
- 添加分片（以副本集方式添加）：
  sh.addShard(“shard1/<s1_host>:,<s2_host>:,<s3_host>:”)
  sh.addShard(“shard2/<s1_host>:,<s2_host>:,<s3_host>:”)
- 对数据库与集合启用分片（示例对 myDB.myColl 按 shardKey 分片）：
  sh.enableSharding(“myDB”)
  sh.shardCollection(“myDB.myColl”, { “shardKey”: 1 })

四、网络、安全与稳定性配置

网络与防火墙
- 开放必要端口（如 27017/27018/27019），并确保节点间互通；在 CentOS 可使用：
  sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27017/tcp --permanent && sudo firewall-cmd --reload
安全加固
- 启用身份验证：在 /etc/mongod.conf 中设置
  security:
  authorization: enabled
- 启用 TLS/SSL 加密传输，限制 bindIp 仅内网网段，创建最小权限的数据库用户与角色。
稳定性与性能
- 使用 WiredTiger 存储引擎，开启 journal；为高频查询建立合适索引；按需调整 WiredTiger 缓存；分析慢查询（如设置 db.setProfilingLevel(1, { slowms: 20 })）。

五、监控、备份与常见误区

监控与告警
- 使用 MongoDB Ops Manager 或 Prometheus + Grafana 搭建可视化监控与阈值告警；结合 mongostat/mongotop 与日志分析日常性能与健康状态。
备份与恢复
- 常规备份：mongodump/mongorestore（适合小中型数据或迁移）。
- 生产热备：建议使用 Percona XtraBackup（支持在线物理备份，缩短恢复时间）。定期演练恢复流程并验证一致性。
常见误区
- 将 mongos 置于单点：应部署多个 mongos 并接入负载均衡。
- 以单节点副本集承载关键业务：至少 3 数据节点 或 2 数据 + 1 仲裁。
- 用 Keepalived/VIP 替代副本集选举：VIP 无法替代 MongoDB 的 自动故障转移 与数据一致性机制，仅可作为外部接入层的补充手段。

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