基于 Docker 的 MongoDB 主从集群

概述

• 前序–聊聊数据库升级方案
• 一主一从
• 一主两从
• 一主一从一仲裁

本来是想用 MongoDB 的 Docker 最新镜像的，但是 最新镜像默认绑定了 localhost 才能连接数据库，当然，我们也可以进行修改。那我这边为了方便，就直接使用 mongo 3.4 ，因为 3.4 的版本没有绑定 localhost 省去一部分麻烦。

前序–聊聊数据库升级方案

在学习集群之前，我们来聊聊数据库的升级方案，我个人认为有如下一些阶段，如果我的认知有错误，也烦请读者朋友指出。

阶段一
描述：开发初期，应用程序与数据库在同一台服务器
缺点：
 - 应用程序与数据库争夺资源
 - 数据库挂掉，应用程序也无法提供服务
 - 无法提供数据容灾备份
 - 读写在同一个节点，压力大
 - 吞吐量小，提供服务能力有限
 - 无故障恢复功能

阶段二
描述：数据库独立到一台服务器，与应用程序分离
缺点：
 - 数据库挂掉，应用程序也无法提供服务
 - 无法提供数据容灾备份
 - 读写在同一个节点，压力大
 - 吞吐量小，提供服务能力有限
 - 无故障恢复功能

阶段三
描述：数据库有主从结构，一台主要，一台副本
缺点：
 - 数据库挂掉，应用程序也无法提供服务
 - 读写在同一个节点，压力大
 - 吞吐量小，提供服务能力有限
 - 无故障恢复功能

阶段四
描述：一主两（多）从，读写分离
缺点：
 - 吞吐量小，提供服务能力有限
 - 数据库节点多，经济成本相对增大

阶段五
描述：分片，横向扩展
缺点：
 - 数据库节点多，经济成本相对增大

一主一从

version: '2'
services:
  master:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodbml/master:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --master
  slaver:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodbml/slaver:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --slave --source master:27017
    links:
      - master

不用新建相应文件目录，直接运行 yml 文件即可。
在运行 yml 文件之后，执行以下初始化操作：
进入 master 的 mongo 命令行：

docker-compose exec master mongo

插入一条数据：

use test
db.test.insert({msg: "this message is from master", ts: new Date()})

进入 slaver 的 mongo 命令行：

docker-compose exec slaver mongo

查看副本集信息：

rs.slaveOk()
use test
db.test.find()

rs.slaveOk() 的功能

db.getMongo().setSlaveOk()
This allows the current connection to allow read operations to run on secondary members. See the readPref() method for more fine-grained control over read preference in the mongo shell.

在 slave 中，查询到了 master 中插入的信息
尝试在 slave 中，插入信息：

db.test.insert({msg: 'this is from slaver', ts: new Date()})

插入失败，显示报错信息。

优缺点： master-slave 结构，当 master 挂了，slave 不会被选举为 master，所以这种结构只起到了备份数据的作用

一主两从

version: '2'
services:
  rs1:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodbtest/replset/rs1:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet myset
  rs2:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodbtest/replset/rs2:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet myset
  rs3:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodbtest/replset/rs3:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet myset

不用新建相应文件目录，直接运行 yml 文件即可。
在运行 yml 文件之后，执行以下初始化操作：

docker-compose exec rs1 mongo

初始化各个节点：

rs.initiate()
rs.add('rs2:27017')
rs.add('rs3:27017')

查看配置与副本级状态

rs.conf() 
rs.status() 

插入信息到主节点：

docker-compose exec rs1 mongo
use test
db.test.insert({msg: 'this is from primary', ts: new Date()})

在副本集中检测信息是否同步：

docker-compose exec rs2 mongo
rs.slaveOk()
use test
db.test.find()

docker-compose exec rs3 mongo
rs.slaveOk() //副本集默认仅primary可读写
use test
db.test.find()

故障测试：

docker-compose stop rs1

分别查看其它节点的信息：注意进入 mongo 命令行后的主从标识符

docker-compose exec rs2 mongo

docker-compose exec rs3 mongo

优缺点：

1. 可进行读写分离
2. 具备故障转移能力

一主一从一仲裁

version: '2'
services:
  master:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodb3node/replset/rs1:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet newset --oplogSize 128
  slave:
    image: mongo:3.4
    volumes:
      - /data/mongodb3node/replset/rs2:/data/db
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet newset --oplogSize 128
  myarbiter:
    image: mongo:3.4
    command: mongod --dbpath /data/db --replSet newset --smallfiles --oplogSize 128

不用新建相应文件目录，直接运行 yml 文件即可。
在运行 yml 文件之后，执行以下初始化操作：

docker-compose exec rs1 mongo

初始化各个节点：

rs.initiate()
rs.add('slave:27017')
rs.add('myarbiter:27017',true)//设置为仲裁节点

查看配置与副本级状态

rs.conf() 
rs.status() 

插入信息到主节点：

docker-compose exec rs1 mongo
use test
db.test.insert({msg: 'this is from primary', ts: new Date()})

在副本集中检测信息是否同步：

docker-compose exec rs2 mongo
rs.slaveOk()
use test
db.test.find()

docker-compose exec rs3 mongo
rs.slaveOk() //副本集默认仅primary可读写
use test
db.test.find()

故障测试：

docker-compose stop master

分别查看其它节点的信息：

docker-compose exec slave mongo

可以看到最后一行标注为： PRIMARY 故障转移成功

docker-compose exec myarbiter mongo

可以看到最后一行标注为： ARBITER

优缺点：

1. 具备故障转移能力
2. 仲裁节点起到选举作用，节省部分资源