【最佳实践】高可用mongodb集群(1分片+3副本):规划及部署

结合我们的生产需求,本次详细整理了最新版本 MonogoDB 7.0 集群的规划及部署过程,具有较大的参考价值,基本可照搬使用。
适应数据规模为T级的场景,由于设计了分片支撑,后续如有大数据量需求,可分片横向扩展。

■■■ 分片集群规划

■ Configure hostname、hosts file、ip address

vim /etc/hosts 7.7.7.11 node1 7.7.7.12 node2 7.7.7.13 node3 

注:规划、实施、运维均采用host解析的方式判定各个节点,因此需确保该配置文件需正确解析node1、node2、node3.

■ 节点的角色及端口分配

┌────node1────┬────node2────┬────node3────┬port─┐ │mongos server│mongos server│mongos server│20000│ ├─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────┤ │config server│config server│config server│21000│ │(Primary)    │(Secondary)  │(Secondary)  │     │ ├─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────┤ │shard server1│shard server1│shard server1│27001│ │(Primary)    │(Secondary)  │(Secondary)  │     │ └─────────────┴─────────────┴─────────────┴─────┘ 

■■■ Pre-task preparation

■ 依赖包

yum install -y libcurl openssl [3.6.23] yum install -y xz-libs [6.0.0另需] 

■ 用户及用户组

groupadd mongod groupadd mongodb useradd -g mongod -G mongodb mongod echo "passwd"|passwd mongod --stdin 

■ mongodb 下载、安装

官方所有介质均从这个入口下载:
https://www.mongodb.com/try/download

#20230911 最新版本,选择合适的平台介质 wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-7.0.1.tgz wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel80-7.0.1.tgz  mkdir -p /u01 KDR=/u01 cd ${KDR} TGZ=mongodb-linux-x86_64-rhel70-7.0.1  #cp_unzip_chown_ln: cp /u01/nfs/MongoDB/${TGZ}.tgz . tar zxvf ${TGZ}.tgz chown -R mongod:mongod ${TGZ} ln -s ${KDR}/${TGZ}/bin/* /usr/local/bin/ 

■ database-tools 下载、安装

6.0版本开始,将数据库相关的工具单独管理,以利于实时升级、发布
wget https://fastdl.mongodb.org/tools/db/mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.8.0.tgz
wget https://fastdl.mongodb.org/tools/db/mongodb-database-tools-rhel80-x86_64-100.8.0.tgz

KDR=/u01 cd ${KDR} TGZ=mongodb-database-tools-rhel70-x86_64-100.8.0 【后续步骤同上】 #cp_unzip_chown_ln: 

■ mongosh 下载、安装

https://downloads.mongodb.com/compass/mongosh-2.0.0-linux-x64.tgz

KDR=/u01 cd ${KDR} #TGZ=mongosh-1.10.6-linux-x64 TGZ=mongosh-2.0.0-linux-x64 【后续步骤同上】 #cp_unzip_chown_ln: 

■ chronyd

配置时间同步

■ selinux

关闭selinux

■ firewalld

配置防火墙,确保放行这几个端口

firewall-cmd --add-port=20000/tcp --permanent firewall-cmd --add-port=21000/tcp --permanent firewall-cmd --add-port=27001-27003/tcp --permanent firewall-cmd --reload 

■ 3个节点创建mongodb数据库文件目录

MongoDir=/u01/mongodb mkdir -p ${MongoDir} chown -R mongod:mongod ${MongoDir} cat >> /etc/profile << EOF export MongoDir=${MongoDir} EOF 

■ 以下均用mongod用户操作

su - mongod echo ${MongoDir} 

■ 3个节点均建立6个目录:conf、mongos、config、shard1、shard2、shard3

mkdir -p ${MongoDir}/conf mkdir -p ${MongoDir}/mongos/log mkdir -p ${MongoDir}/config/data mkdir -p ${MongoDir}/config/log mkdir -p ${MongoDir}/shard1/data mkdir -p ${MongoDir}/shard1/log mkdir -p ${MongoDir}/shard2/data mkdir -p ${MongoDir}/shard2/log mkdir -p ${MongoDir}/shard3/data mkdir -p ${MongoDir}/shard3/log 

■ 检查目录结构

tree ${MongoDir} -L 2 --dirsfirst ├── conf │   ├── config.conf │   ├── mongos.conf │   ├── shard1.conf │   ├── shard2.conf │   └── shard3.conf ├── config │   ├── data │   └── log ├── mongos │   └── log ├── shard1 │   ├── data │   └── log ├── shard2 │   ├── data │   └── log └── shard3     ├── data     └── log 

■■■ config server

mongodb3.4以后要求配置服务器也创建副本集,不然集群搭建不成功

■ 配置文件

【3个节点执行】

cat > ${MongoDir}/conf/config.conf << EOF processManagement:   fork: true   pidFilePath: ${MongoDir}/config/log/configsvr.pid net:   bindIpAll: true   port: 21000   ipv6: true   maxIncomingConnections: 20000 storage:   dbPath: ${MongoDir}/config/data   wiredTiger:     engineConfig:       cacheSizeGB: 1 systemLog:   destination: file   path: ${MongoDir}/config/log/configsvr.log   logAppend: true sharding:   clusterRole: configsvr replication:   replSetName: configs setParameter:   connPoolMaxConnsPerHost: 20000 EOF 

■ 启动3个 config server

mongod -f ${MongoDir}/conf/config.conf 

■ 登录任意一台配置服务器,初始化配置副本集

mongosh node1:21000  定义config变量: config = {_id: "configs", members: [   {_id: 0, host: "node1:21000"},   {_id: 1, host: "node2:21000"},   {_id: 2, host: "node3:21000"} ] } 其中,_id: "configs"应与配置文件中的配置一致,"members" 中的 "host" 为三个节点的 ip 和 port  初始化副本集: rs.initiate(config)  查看此时状态: rs.status() 

■■■ shard server

■ shard server1

【3个节点执行】
【注意】如果数据量并不大,分片需求不明显,可以先只创建shard server1,另外的分片2、分片3先不创建,后续根据实际需求可随时创建。

cat > ${MongoDir}/conf/shard1.conf << EOF processManagement:   fork: true   pidFilePath: ${MongoDir}/shard1/log/shard1.pid net:   bindIpAll: true   port: 27001   ipv6: true   maxIncomingConnections: 20000 storage:   dbPath: ${MongoDir}/shard1/data   wiredTiger:     engineConfig:       cacheSizeGB: 5 systemLog:   destination: file   path: ${MongoDir}/shard1/log/shard1.log   logAppend: true sharding:   clusterRole: shardsvr replication:   replSetName: shard1 security:   keyFile: ${MongoDir}/conf/mongo.keyfile setParameter:   connPoolMaxConnsPerHost: 20000   maxNumActiveUserIndexBuilds: 6 EOF 

启动3个 shard1 server:
mongod -f ${MongoDir}/conf/shard1.conf

登陆任意节点,初始化副本集:
注:初始化副本集的操作不能在仲裁节点上执行!在哪个节点初始化,则哪个节点默认是副本集的主节点。

mongosh --port 27001 使用admin数据库,定义副本集配置,"arbiterOnly":true 代表其为仲裁节点: use admin #模式选择 P/S/S config = {_id: "shard1", members: [     {_id: 0, host: "node1:27001"},     {_id: 1, host: "node2:27001"},     {_id: 2, host: "node3:27001"}   ] } #模式选择 P/S/A config = {_id: "shard1", members: [     {_id: 0, host: "node1:27001"},     {_id: 1, host: "node2:27001"},     {_id: 2, host: "node3:27001", arbiterOnly:true}   ] } rs.initiate(config); rs.status() 

■ shard server2 【备用,暂不执行】

■ shard server3 【备用,暂不执行】

■■■ mongos server

【3个节点执行】
注:需先启动 config server 和 shard server, 后启动 mongos server (3个节点)

cat > ${MongoDir}/conf/mongos.conf << EOF processManagement:   fork: true   pidFilePath: ${MongoDir}/mongos/log/mongos.pid net:   bindIpAll: true   port: 20000   ipv6: true   maxIncomingConnections: 20000 systemLog:   destination: file   path: ${MongoDir}/mongos/log/mongos.log   logAppend: true sharding:   configDB: configs/node1:21000,node2:21000,node3:21000 EOF 

启动3个 mongos server:
mongos -f ${MongoDir}/conf/mongos.conf

■■■ 启用分片机制

以上配置过程可见,mongos server 只有 configsvr 配置信息,并无 shardsvr 的信息,因此还需设置使分片可用,否则是无法使用分片的,就是说:shardsvr 无法直接操作,只能通过 mongos server 启用分片机制后,才能操作
问题:如果只有一个分片,还需要设置吗?答案是:需要,原因见上。

■ 3.6.23 / 7.0.0

登陆任一 mongos server, 使用 admin 数据库,串联路由服务器与分配副本集:

mongosh node1:20000 use admin sh.addShard("shard1/node1:27001,node2:27001,node3:27001") 查看集群状态: sh.status() sh.removeShard("shard2") 

■■■ 使用分片机制

暂不涉及,后续可视需要再配置。

■■■ 用户权限配置

对于搭建好的mongodb分片集群,为了安全,需启动安全认证,使用账号密码登录。
默认的mongodb是不设置认证的。只要ip和端口正确就能连接,这样是很不安全的。
mongodb官网声称,为了能保障mongodb的安全可以做以下几个步骤:
1、使用新的端口,默认的27017端口如果一旦知道了ip就能连接上,不太安全
2、设置mongodb的网络环境,最好将mongodb部署到公司服务器内网,这样外网是访问不到的。公司内部访问使用vpn等
3、开启安全认证。认证要同时设置服务器之间的内部认证方式,同时要设置客户端连接到集群的账号密码认证方式
以下详细描述如何配置安全认证。

■ node1 创建副本集认证的key文件

用openssl生成密码文件,然后使用chmod来更改文件权限,仅为文件所有者提供读取权限

cd ${MongoDir}/conf openssl rand -out mongo.keyfile -base64 90 chmod 600 mongo.keyfile ll mongo.keyfile -r-------- 1 mongod mongod 122 Aug  4 08:33 mongo.keyfile 

提示:所有副本集节点都必须要用同一份keyfile,一般是在一台机器上生成,然后拷贝到其他机器上,且必须有读的权限,否则将来会报错:
permissions on ${MongoDir}/conf/mongo.keyfile are too open

■ node1 修改配置文件指定keyfile

编辑配置文件,添加如下内容:

for FILE in ${MongoDir}/conf/{config,shard1,mongos}.conf do cat >> ${FILE} << EOF security:   keyFile: /u01/mongodb/conf/mongo.keyfile EOF done 

■ node1 将修改后的配置文件和key文件拷贝到 node2、node3

scp ${MongoDir}/conf/{config.conf,shard[1-3].conf,mongos.conf,mongo.keyfile} node2:${MongoDir}/conf scp ${MongoDir}/conf/{config.conf,shard[1-3].conf,mongos.conf,mongo.keyfile} node3:${MongoDir}/conf 

■ 重新启动节点

依次启动配置节点、分片节点、路由节点

■ 创建帐号和认证

客户端mongosh,通过localhost或127.0.0.1登录任意一个mongos路由,可以执行创建操作
提示:此时相当于一个后门,只能在 admin 下添加用户
提示:通过mongos添加的账号信息,只会保存到配置节点的服务中,具体的数据节点不保存账号信息,因此分片中的账号信息不涉及到同步问题
建议:先创建超管用户和普通用户,然后再开启安全配置

创建管理员帐号:

use admin db.createUser({user: "admin", pwd: "passwd!2#", roles: ["root"]}) db.createUser({user: "inspur", pwd: "passwd!2#", roles: ["userAdminAnyDatabase"]}) db.dropUser("inspur") 鉴权操作: db.auth("admin", "passwd!2#") db.auth("inspur", "passwd!2#") 

创建一个普通权限帐号:

use testdb db.createUser({user: "liking", pwd: "passwd!2#", roles: ["readWrite"]}) db.auth("liking", "passwd!2#") 

■ 用管理员帐号可查看整体的分片情况

use admin db.auth("admin", "passwd!2#") sh.status() 

■ 用普通帐号访问数据

use testdb db.auth("liking", "passwd!2#") 

■ 客户端连接多个mongos的标准格式

mongosh mongodb://'admin':'passwd%212%23'@node1:20000,node2:20000,node3:20000/testdb?authSource=admin 

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