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3.1.5. 副本集架构

复制的基本架构

  • 基本的架构由3台服务器组成，一个三成员的复制集，由三个有数据，或者两个有数据，一个作为仲裁者。

三个存储数据的成员的复制集有:

一个主库；
两个从库组成，主库宕机时，这两个从库都可以被选为主库。

在三个成员的复制集中，有两个正常的主从，及一台arbiter节点:

一个主库
一个从库，可以在选举中成为主库
一个aribiter节点，在选举中，只进行投票，不能成为主库
https://img.zhaoweiguo.com/knowledge/images/dbs/mongodbs/replica_set1.png

备注

　　由于arbiter节点没有复制数据，因此这个架构中仅提供一个完整的数据副本。arbiter节点只需要更少的资源，代价是更有限的冗余和容错。

当主库宕机时，将会选择从库成为主，主库修复后，将其加入到现有的复制集群中即可:

https://img.zhaoweiguo.com/knowledge/images/dbs/mongodbs/replica_set2.png

Primary选举

复制集通过replSetInitiate命令（或mongo shell的rs.initiate()）进行初始化，初始化后各个成员间开始发送心跳消息，并发起Priamry选举操作，获得『大多数』成员投票支持的节点，会成为Primary，其余节点成为Secondary。

『大多数』的定义:

假设复制集内投票成员（后续介绍）数量为N，则大多数为 N/2 + 1
当复制集内存活成员数量不足大多数时，整个复制集将无法选举出Primary，复制集将无法提供写服务，处于只读状态。

复制集中成员说明

Secondary:

正常情况下，复制集的Seconary会参与Primary选举（自身也可能会被选为Primary），
  并从Primary同步最新写入的数据，以保证与Primary存储相同的数据。
Secondary可以提供读服务，增加Secondary节点可以提供复制集的读服务能力，同时提升复制集的可用性。
另外，Mongodb支持对复制集的Secondary节点进行灵活的配置，以适应多种场景的需求。

Arbiter:

Arbiter节点只参与投票，不能被选为Primary，并且不从Primary同步数据。
比如你部署了一个2个节点的复制集，1个Primary，1个Secondary，任意节点宕机，复制集将不能提供服务了（无法选出Primary），
    这时可以给复制集添加一个Arbiter节点，即使有节点宕机，仍能选出Primary。
Arbiter本身不存储数据，是非常轻量级的服务，当复制集成员为偶数时，最好加入一个Arbiter节点，以提升复制集可用性。

Priority0:

Priority0节点的选举优先级为0，不会被选举为Primary
比如你跨机房A、B部署了一个复制集，并且想指定Primary必须在A机房，
    这时可以将B机房的复制集成员Priority设置为0，这样Primary就一定会是A机房的成员。
（注意：如果这样部署，最好将『大多数』节点部署在A机房，否则网络分区时可能无法选出Primary）

Vote0:

Mongodb 3.0里，复制集成员最多50个，参与Primary选举投票的成员最多7个，其他成员（Vote0）的vote属性必须设置为0，即不参与投票。

Hidden:

Hidden节点不能被选为主（Priority为0），并且对Driver不可见。因Hidden节点不会接受Driver的请求，
  可使用Hidden节点做一些数据备份、离线计算的任务，不会影响复制集的服务。

Delayed:

Delayed节点必须是Hidden节点，并且其数据落后与Primary一段时间（可配置，比如1个小时）。
因Delayed节点的数据比Primary落后一段时间，当错误或者无效的数据写入Primary时，可通过Delayed节点的数据来恢复到之前的时间点。

测试主从复制

在主节点插入数据:

my_repl:PRIMARY> db.movies.insert([ { "title" : "Jaws", "year" : 1975, "imdb_rating" : 8.1 },
 ] );

在主节点查看数据:

my_repl:PRIMARY> db.movies.find().pretty()
{
    "_id" : ObjectId("5a4d9ec184b9b2076686b0ac"),
    "title" : "Jaws",
    "year" : 1975,
    "imdb_rating" : 8.1
}

在从库打开配置（危险: 注意：严禁在从库做任何修改操作）:

my_repl:SECONDARY> rs.slaveOk()
my_repl:SECONDARY> show tables;
movies
my_repl:SECONDARY> db.movies.find().pretty()
{
    "_id" : ObjectId("5a4d9ec184b9b2076686b0ac"),
    "title" : "Jaws",
    "year" : 1975,
    "imdb_rating" : 8.1
}

复制集管理操作

（1）查看复制集状态:

rs.status();     # 查看整体复制集状态
rs.isMaster();   #  查看当前是否是主节点

（2）添加,删除节点:

rs.add("ip:port");     #  新增从节点
rs.addArb("ip:port"); #  新增仲裁节点
rs.remove("ip:port"); #  删除一个节点

添加特殊节点时:

1>可以在搭建过程中设置特殊节点
2>可以通过修改配置的方式将普通从节点设置为特殊节点
/*找到需要改为延迟性同步的数组号*/;

3）配置延时节点（一般延时节点也配置成hidden）:

cfg=rs.conf()
cfg.members[2].priority=0
cfg.members[2].slaveDelay=120
cfg.members[2].hidden=true

副本集其他操作命令:

//查看副本集的配置信息
my_repl:PRIMARY> rs.config()

//查看副本集各成员的状态
my_repl:PRIMARY> rs.status()

副本集角色切换（不要人为随便操作）:

rs.stepDown()
rs.freeze(300)  # 锁定从，使其不会转变成主库，freeze()和stepDown单位都是秒。
rs.slaveOk()    # 设置副本节点可读：在副本节点执行

插入数据:
> use app
switched to db app
app> db.createCollection('a')
{ "ok" : 0, "errmsg" : "not master", "code" : 10107 }

查看副本节点:
> rs.printSlaveReplicationInfo()
source: 192.168.1.22:27017
    syncedTo: Thu May 26 2016 10:28:56 GMT+0800 (CST)
    0 secs (0 hrs) behind the primary

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