一、关于 MongoDB复制集

1、什么是复制集 
复制集是额外的数据副本，是跨多个服务器同步数据的过程，复制集提供了冗余并增加了数据可用性，通过复制集可以对硬件故障和中断的服务进行恢复。
复制集的优势如下：
让数据更安全
搞数据可用性（7 * 24）
灾难恢复
无停机维护（如备份、索引重建、故障转移）
读缩放（额外的副本读取）
副本集对应用程序是透明的
2、复制集的工作原理
MongoDB的复制集至少需要两个节点。其中一个是主节点（primary），负责处理客户端的请求，其余的都是从节点（Secondary），负责复制主节点上的数据。
MongoDB各个节点常见的搭配方式为：一主一从或一主多从。主节点记录其上的所有操作到oplog中，从节点定期轮询主节点获取这些操作，然后对自己的数据副本执行这些操作，从而保证从节点的数据与主节点一致。
主从复制结构图如下：

复制集特点如下：
N个节点的集群
任何节点可作为主节点
所有写入操作都在主节点上
自动故障转移
自动恢复

二、MongoDB复制集部署

1、配置yum源
vi /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo //末行增加
[mongodb-org]
name=MongoDB Repository
baseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/3.6/x86_64/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-3.6.asc
2、安装配置mongodb
vi /etc/mongod.conf //修改监听地址和端口

打开复制模块

3、创建多实列

mkdir -p /data/mongodb/mongodb{2,3,4}   //创建数据目录
cd /data
mkdir logs  
touch logs/mongodb{2,3,4}.log   //创建日志文件
cd logs/
chmod 777 *.log //赋予权限
cp -p /etc/mongod.conf /etc/mongod2.conf        //复制主配置文件
cp -p /etc/mongod.conf /etc/mongod3.conf
cp -p /etc/mongod.conf /etc/mongod4.conf
vi /etc/mongod2.conf    //依次修改主配置文件（注意文件的名称不一样）

mongod -f /etc/mongod.conf     //进入对应的实列
mongod -f /etc/mongod2.conf
mongod -f /etc/mongod3.conf
mongod -f /etc/mongod4.conf

4、配置三个节点的复制集

mongo   //进库
cfg={"_id":"kgcrs","members":[{"_id":0,"host":"192.168.80.100:27017"},{"_id":1,"host":"192.168.80.100:27018"},{"_id":2,"host":"192.168.80.100:27019"},{"_id":3,"host":"192.168.80.100:27020"}]} //将另外三个节点添加到复制集
rs.initiate(cfg)        //初始化复制集配置
rs.status() //查看复制集的状态

rs.remove("192.168.80.183:27020")       //删除节点
rs.add("192.168.80.183:27020")      //添加节点

5、验证复制集

use test
db.a.insert({"id":1,"name":"jack"})
db.a.find()

去其他节点依次查看验证

mongo -port 27018
show dbs

三、MongoDB复制切换

1、故障自动切换

mongod -f /etc/mongo.conf --shutdown    //模拟了模拟故障点
mongdo -port 27018  //进入新的主节点
rs.status() //查看复制集状态

2、手动切换

mongdo -port 27018  //进入主节点
rs.stepDown(60,30)      //交出主节点位置
rs.status() //查看状态

rs.freeze(30) //暂停30s不参与选举，必须要有仲裁节点，在下面的复制选举中验证

四、MongoDB复制选举

1、虚拟机还原重复上述安装mongoDB并添加多实例
2、配置三个复制节点

mongo   //进库
cfg={"_id":"kgcrs","members":[{"_id":0,"host":"192.168.80.100:27017","priority":100},{"_id":1,"host":"192.168.80.100:27018","priority":100},{"_id":2,"host":"192.168.80.100:27019","priority":0},{"_id":3,"host":"192.168.80.100:27020","arbiterOnly":true}]}       //指定复制节点给的属性（priority为100：标准节点，priority为0：被动节点，arbiterOnly：仲裁节点）
rs.initiate(cfg)        //初始化配置
rs.isMaster()   //查看个点节点属性

use local
show collections   //查看集合

db.oplog.rs.find() //查看日志记录所有操作
3、模拟便准节点故障

mongod -f /etc/mongod.conf --shutdown   //模拟标准节点1故障
mongo --port 27018  //进入第二个准备节点验证是否被选举为主节点

mongod -f /etc/mongod2.conf --shutdown      //模拟标准节点2故障
mongo --port 27019  //进入被动节点验证，此时被动节点不能成为主节点

4、允许从节点读取数据
在从节点无法查看数据

rs.slaveOk()    //允许从节点读取数据
show dbs；   //允许默认从节点读取数据

5、查看复制状态信息

rs.help()   //查看
rs.printReplicationInfo()       //查看复制集信息

rs.printSlaveReplicationInfo() //查看从节点的状态

注：其中没有仲裁节点，说明仲裁节点不具备数据复制能力
6、更改oplog大小

use local
db.oplog.rs.stats() //查看操作复制操作的状态

方法一：

use admin   //进入管理库
db.shutdownServer() //关闭注销复制集相关启动参数
vi /etc/mongod.conf //修改端口为27028并注释复制集参数
mongod -f /etc/mongod.conf      //单实例启动
mongodump --port 27028 --db local --collection 'oplog.rs'   //备份操作日志
mongo --port 27028
> use local
> db.oplog.rs.drop()    //删除日志文件
> db.runCommand( { create: "oplog.rs", capped: true, size: (2 * 1024 * 1024 * 1024) } ) //重新创建日志文件并且指定大小
> use admin
> db.shutdownServer()   //关闭节点服务

方法二：
vi /etc/mongod.conf //修改端口回27018打开复制集参数指定复制集的大小

mongod -f /etc/mongod.conf      //重新启动
mongo   //进入实例验证

7、放弃被选举产生新的有效选举

mongo --port  27018 //进入主节点
rs.stepDown()   //放弃选举权

rs.status() //另外一个标准节点有效选举为主节点

五、部署认证复制

vi /etc/mongod.conf
vi /etc/mongod2.conf
vi /etc/mongod3.conf
vi /etc/mongod4.conf        //依次打开安全认证模块

cd /usr/bin/    //进入bin目录
echo "kgcrs key"> kgcrskey1 //创建认证文件
echo "kgcrs key"> kgcrskey2
echo "kgcrs key"> kgcrskey3
echo "kgcrs key"> kgcrskey4
chmod 600 kgcrskey{1..4}    //更改权限

四个实例依次进行重启
进入主节点
kgcrs:PRIMARY> show dbs #无法查看数据库
kgcrs:PRIMARY> rs.status() #无法查看复制集

kgcrs:PRIMARY> use admin #身份登录验证
kgcrs:PRIMARY> db.auth("root","123")

kgcrs:PRIMARY> rs.status() #可以查看数据库
kgcrs:PRIMARY> show dbs #可以查看复制集