復制
MongoDB的復制功能很重要，尤其是現在的存儲引擎還不支持單擊持久性。不僅可以用復制來應對故障切換，數據集成，還可以做讀擴展，熱備份或作為離線批處理的數據源。
1.主從復制
主從復制是MongoDB最常用的復制方式?？捎糜趥浞?，故障恢復和讀擴展等。
基本就是搭建一個主節點和一個或多個從節點，每個從節點需要知道主節點的地址。運行mongod --master啟動主服務器。運行mongod --slave --source master_address啟動從服務器。
[root@test02 ~]# mongod --fork --dbpath /data/node2 --logpath /data/mongodb.log --port 10001 --logappend --master
從節點選擇不同的目錄和端口，并且用--source為從節點指明主節點的地址。
[root@test02 ~]# mongod --fork --dbpath /data/node3 --logpath /data/mongodb2.log --port 10002 --logappend --slave --source localhost:10001
所有的從節點都是從主節點復制信息，目前還不能從節點到從節點復制機制，原因是從節點沒有自己的oplog。
一個集群中從節點沒有明確的限制，但是多個節點對單點主機發起的查詢也是吃不消的，不超過12個節點的集群可以良好運轉。
1.1 選項
（1）--only
在從節點上指定只復制特定某個數據庫(默認復制所有數據庫)。
（2）--slavedelay
用在從節點上，當應用主節點的操作時增加延遲。這樣可以輕松設置延時從節點了，這樣的節點對于用戶無意間刪除重要數據或插入垃圾數據起到防護作用。通過延緩操作，可以有個恢復時間差。
（3）--fastsync
以主節點的數據快照為基礎啟動從節點。如果數據目錄一開始時主節點的數據快照，從節點用這個選項啟動要比做完整同步塊很多。
（4）--autoresync
如果主節點和從節點不同步，可以自動同步了。
（5）--oplogsuze
主節點oplog的大小(單位是MB)。
1.2 添加以及刪除源
cat >> /etc/hosts <<EOF192.168.27.212 test02192.168.27.213 test03192.168.27.214 test01EOF
啟動從節點時可以用--source指定主節點，也可以在shell中配置這個源。
[root@test02 ~]# mongod --fork --dbpath /data/node3 --logpath /data/mongodb.log --port 10003 --logappend --slave
將192.168.27.212:10001作為源插入到從節點上。
> db.sources.insert({ "host" : "192.168.27.212:10001"});立即查詢會得到插入的文檔：
> use localswitched to db local> db.sources.find();{ "_id" : ObjectId("530be5049ab1ad709cfe66b7"), "host" : "test02:10001" 當同步完成后，文檔更新：
> db.sources.find();{ "_id" : ObjectId("530bf0ab058022d91574c79c"), "host" : "test02:10001", "source" : "main", "syncedTo" : Timestamp(1393291443, 1), "dbsNextPass" : { "foo" : true, "test" : true } } 2.副本集
副本集就是有自動故障恢復功能的主從集群。主從集群和副本集最為明顯的區別就是副本集沒有固定的主節點：整個集群會選舉出一個主節點，當其不能工作時，則變更到其它節點。副本集總會有一個活躍節點和一個或多個備份節點。
副本集最好的優點就是全自動化的。
mongod --fork --dbpath /data/node2 --logpath /data/mongodb.log --port 10001 --logappend --replSet myrepl/test03:10002mongod --fork --dbpath /data/node3 --logpath /data/mongodb.log --port 10002 --logappend --replSet myrepl/test02:10001
副本集的亮點是自檢測功能：在其中指定單臺服務器后，MongoDB會自動搜索并連接其余的節點。
啟動幾臺服務器后，日志會告訴你副本集沒有初始化。需要在shell中初始化副本集。
連接任意一個服務器。初始化命令只執行一次：
> db.runCommand({"replSetInitiate" : {... "_id" : "myrepl",... "members" : [... {... "_id" : 1,... "host" : "test02:10001"... },... {... "_id" : 2,... "host" : "test03:10002"... }... ]}}){ "startupStatus" : 4, "info" : "myrepl/test03:10002", "ok" : 0, "errmsg" : "all members and seeds must be reachable to initiate set"} （1）"_id" : "myrepl" 副本集的名稱
（2）"members" : [...] 副本集中的服務器列表，每個服務器至少兩個鍵。
（3）"_id" : N 每個服務器唯一的ID
（4）"host" : hostname 這個鍵指定服務器主機
或者：
config = {"_id" : "myrepl", "members" : [ {"_id" : 0, "host" : "test02:10001"}, {"_id" : 1, "host" : "test03:10002"} ]}rs.initiate(config);rs.status();myrepl:SECONDARY> rs.status();{ "set" : "myrepl", "date" : ISODate("2014-02-25T02:17:39Z"), "myState" : 2, "syncingTo" : "test03:10002", "members" : [ { "_id" : 0, "name" : "test02:10001", "health" : 1, "state" : 2, "stateStr" : "SECONDARY", "uptime" : 968, "optime" : Timestamp(1393294457, 1), "optimeDate" : ISODate("2014-02-25T02:14:17Z"), "errmsg" : "syncing to: test03:10002", "self" : true }, { "_id" : 1, "name" : "test03:10002", "health" : 1, "state" : 1, "stateStr" : "PRIMARY", "uptime" : 48, "optime" : Timestamp(1393294457, 1), "optimeDate" : ISODate("2014-02-25T02:14:17Z"), "lastHeartbeat" : ISODate("2014-02-25T02:17:38Z"), "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2014-02-25T02:17:39Z"), "pingMs" : 1, "syncingTo" : "test02:10001" } ], "ok" : 1}如果這時候把primary節點停掉，在secondary節點執行寫操作，就會發生如下錯誤提示：
myrepl:SECONDARY> db.test.insert({name : "baobao"});not master
如果只有2臺Mongodb，配置復制集群還不夠安全，需要1個外在角色調整各個節點的角色。
（1）standard:常規節點，存儲一份完整的數據副本，參與選舉投票，可能稱為活躍節點。
（2）passive:存儲完整的數據副本，參與投票，不能成為活躍節點。
（3）arbiter:仲裁者只負責投票，不接受復制數據，也不能成為活躍節點。
當Primary宕掉后，可以通過Arbiter在Secodarys中選舉一個Primary節點，避免單點故障。
可以增加一個仲裁節點，只負責仲裁，不做數據存儲。
mongod --fork --dbpath /data/node1 --logpath /data/mongodb.log --port 10003 --logappend --replSet myrepl/test02:10001,test03:10002myrepl:PRIMARY> rs.addArb("test01:10003");{ "ok" : 1 }查看各節點的狀態：
myrepl:PRIMARY> rs.status();{ "set" : "myrepl", "date" : ISODate("2014-02-25T02:30:26Z"), "myState" : 1, "members" : [ { "_id" : 0, "name" : "test02:10001", "health" : 1, "state" : 1, "stateStr" : "PRIMARY", "uptime" : 1735, "optime" : Timestamp(1393295409, 1), "optimeDate" : ISODate("2014-02-25T02:30:09Z"), "self" : true }, { "_id" : 1, "name" : "test03:10002", "health" : 1, "state" : 2, "stateStr" : "SECONDARY", "uptime" : 204, "optime" : Timestamp(1393295409, 1), "optimeDate" : ISODate("2014-02-25T02:30:09Z"), "lastHeartbeat" : ISODate("2014-02-25T02:30:26Z"), "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2014-02-25T02:30:24Z"), "pingMs" : 1, "syncingTo" : "test02:10001" }, { "_id" : 2, "name" : "test01:10003", "health" : 1, "state" : 6, "stateStr" : "UNKNOWN", "uptime" : 17, "lastHeartbeat" : ISODate("2014-02-25T02:30:25Z"), "lastHeartbeatRecv" : ISODate("1970-01-01T00:00:00Z"), "pingMs" : 1, "lastHeartbeatMessage" : "still initializing" } ], "ok" : 1}對比三個節點對自身節點性質的判斷：
myrepl:PRIMARY> db.isMaster();{ "setName" : "myrepl", "ismaster" : true, "secondary" : false, "hosts" : [ "test03:10002", "test02:10001" ], "arbiters" : [ "test01:10003" ], "primary" : "test03:10002", "me" : "test03:10002", "maxBsonObjectSize" : 16777216, "maxMessageSizeBytes" : 48000000, "localTime" : ISODate("2014-02-25T02:32:29.760Z"), "ok" : 1}myrepl:SECONDARY> db.isMaster();{ "setName" : "myrepl", "ismaster" : false, "secondary" : true, "hosts" : [ "test02:10001", "test03:10002" ], "arbiters" : [ "test01:10003" ], "primary" : "test03:10002", "me" : "test02:10001", "maxBsonObjectSize" : 16777216, "maxMessageSizeBytes" : 48000000, "localTime" : ISODate("2014-02-25T02:33:50.144Z"), "ok" : 1}myrepl:SECONDARY> db.isMaster();{ "setName" : "myrepl", "ismaster" : false, "secondary" : true, "hosts" : [ "test02:10001", "test03:10002" ], "arbiters" : [ "test01:10003" ], "primary" : "test03:10002", "me" : "test02:10001", "maxBsonObjectSize" : 16777216, "maxMessageSizeBytes" : 48000000, "localTime" : ISODate("2014-02-25T02:33:50.144Z"), "ok" : 1} 在節點配置中修改priority鍵，來配置成標準節點或者被動節點。
默認優先級為1，可以是0～1000.
"arbiterOnly"鍵可以指定仲裁節點。
備份節點會從活躍節點抽取oplog，并執行操作，就像活躍備份系統中的備份服務器一樣?；钴S節點也會寫操作到自己的本地oplog，這樣就能成為活躍節點了。oplog中的操作也包括嚴格遞增的序號。通過序號判斷數據的時效性。
2.1 故障切換和活躍節點的選舉
如果活躍節點壞了，其他節點會選一個新的活躍節點。新的活躍節點由副本集中的大多數選舉出來。仲裁節點只負責投票，避免出現僵局。新的節點是優先級最高的節點。
活躍節點使用心跳來跟蹤集群中多少節點對其可見，如果不超過半數，則活躍節點自動降為備份節點?？梢苑乐够钴S節點一直不放權。
無論活躍節點何時變化，新活躍節點的數據被假定為系統的最新數據。其他節點的操作都會回滾，所有節點連接新的活躍節點后要重新同步。這些節點會查看自己的oplog，找出其中活躍節點沒有執行過的操作，然后向活躍節點請求這些操作影響的文檔的最新副本。
正在執行重新同步的節點被視為恢復中，在完成這個過程前，不能成為活躍節點候選者。
2.2 關于副本集replSet的配置我們文后會附帶詳細地講。
3.在從服務器上執行操作
從節點的主要作用是作為故障恢復機制，以防止主節點數據丟失或者停止服務。
可以在從節點做備份的數據源。也可以用來擴展讀取性能，或者進行數據處理。
3.1 讀擴展
用MongoDB擴展讀取的一種方式就是將查詢放在從節點上，減輕主節點的負載。當負載是讀密集型時這樣非常不錯。當是寫密集型時，需要用自動分片來擴展。
使用從節點來擴展MongoDB的讀取有個要點，就是數據復制并不同步，就是在主節點插入或更新數據口，有片刻從節點的數據不是最新的。
擴展讀取需要打開一個特殊選項slaveOkey，告訴從服務器是否可以處理請求。
如果直接在secondary上操作，會發生如下錯誤：
myrepl:SECONDARY> db.test.find();error: { "$err" : "not master and slaveOk=false", "code" : 13435 }需要告知Mongodb集群，從哪臺機器上進行讀操作：
myrepl:SECONDARY> rs.slaveOk();myrepl:SECONDARY> db.test.find();{ "_id" : ObjectId("530bfc79eee2c2ce39f9cd95"), "name" : "caoqing" }{ "_id" : ObjectId("530bfd8f3627cb16c15dcb32"), "name" : "xiaobao" } 3.2 用從節點做數據處理
從節點的另外一個服務就是作為一種機制來減輕密集型處理的負載，或作為聚合，避免影響主節點的性能。用--master啟動一個普通的從節點，同時使用--master和--slave矛盾。這意味著如果能對從節點進行寫入，像平常一樣查詢，就把它作為一個主節點。從節點還是會不斷的從主節點復制數據。這樣就可以對從節點執行阻塞操作而不影響主節點的性能。
從節點第一次啟動時不能有正在復制的數據庫，如果有，數據庫就不能完成同步，只能更新。
用這種技術要保證不能對正在復制主節點數據的從節點上的數據庫執行寫入。從節點不能恢復這些操作，就不能正確的映射主節點。
4.工作原理
MongoDB的復制至少需要兩臺服務器或者節點，其中一個主節點，負責處理客戶端請求，其他的都是從節點，負責映射主節點的數據。主節點記錄在其上的所有操作。
從節點定期輪詢主節點獲取這些操作，然后對數據副本執行這些操作。由于和主節點執行了相同的操作，從節點就能保持和主節點的數據同步。
4.1 oplog
主節點的操作記錄成為polog(operation log)。oplog存儲在一個特殊的數據庫里，成為local。oplog就在其中的oplog.$main集合里面。oplog的每個文檔都代表主節點執行的一個操作。
myrepl:PRIMARY> db.oplog.$main.help();
查看oplog的內容：
myrepl:PRIMARY> use local;switched to db localmyrepl:PRIMARY> show collections;meoplog.rsreplset.minvalidslavesstartup_logsystem.indexessystem.replsetmyrepl:PRIMARY> db.oplog.rs.find();{ "ts" : Timestamp(1393294283, 1), "h" : NumberLong(0), "v" : 2, "op" : "n", "ns" : "", "o" : { "msg" : "initiating set" } }{ "ts" : Timestamp(1393294457, 1), "h" : NumberLong("-8949844291534979055"), "v" : 2, "op" : "i", "ns" : "test.test", "o" : { "_id" : ObjectId("530bfc79eee2c2ce39f9cd95"), "name" : "caoqing" } }{ "ts" : Timestamp(1393294735, 1), "h" : NumberLong("677282438107403253"), "v" : 2, "op" : "i", "ns" : "test.test", "o" : { "_id" : ObjectId("530bfd8f3627cb16c15dcb32"), "name" : "xiaobao" } }{ "ts" : Timestamp(1393295409, 1), "h" : NumberLong("5171944912929102944"), "v" : 2, "op" : "n", "ns" : "", "o" : { "msg" : "Reconfig set", "version" : 2 } }myrepl:PRIMARY> 文檔包含的鍵如下:
（1）ts 操作的時間戳。時間戳是一種內部類型，用于跟蹤操作執行的時間。有4字節的時間戳和4字節的遞增計數器構成。
（2）op 操作類型，只有1字節代碼。
（3）ns 執行操作的命名空間。
（4）o 進一步指定要執行操作的文檔。
oplog只記錄改變數據庫狀態的操作。oplog只是作為從節點和主節點保持數據同步的機制。
存儲在oplog里的操作不是完全和主節點的操作一模一樣的。這些操作在存儲之前先做等冪變換，這些操作可以在從服務器端多次執行，只要順序是對的，就不會有問題。
oplog在固定集合中，不能保證oplog不超過預先設定的大小。需要在創建mongodb服務時指定--oplogSize，參數指定oplog的大小。
一般64bit-linux，分配5%的剩余空間，單位為MB。
4.2 同步
從節點第一次啟動時，會對主節點數據進行完整的同步。從節點復制主節點上的每一個數據，耗費資源大。同步完成后，從節點查詢主節點的oplog，并執行這些操作，保證數據是最新的。
如果從節點的操作被主節點落下太遠了，從節點就跟不上同步了，從節點發生宕機或者疲于應付讀取時，就會出現這種情況，也會在執行完完整同步后出現這種情況，因為oplog可能已經回滾一圈了。
從節點跟不上同步后，復制就會停下，從節點需要重新做完整的同步?？梢杂脅"resync" : 1}命令手動執行同步，也可以在啟動從節點是使用--autoresync選項讓其自動同步。重新同步代價高昂，盡量避免，方法就是配置足夠大的oplog。
4.3 復制狀態和本地數據庫
本地數據庫用來存放所有內部復制狀態，主節點和從節點都有。本地數據就是local，其內容不會被復制。可以確保一盒MongoDB數據庫只有一個本地數據庫。
本地數據庫不限于存放MongoDB的內部狀態。如果有不想復制的文檔，也可以放在本地數據庫的集合里。
主節點上的復制狀態還包括從節點上的列表。這個列表存放在slaves集合中:
myrepl:PRIMARY> db.slaves.find();{ "_id" : ObjectId("530bfbdc911eb0ac3bf2aa8b"), "config" : { "_id" : 1, "host" : "test03:10002" }, "ns" : "local.oplog.rs", "syncedTo" : Timestamp(1393295409, 1) }從節點也在本地數據庫中存放狀態。在me集合中存放從節點的唯一標識符，在sources集合中存放源或節點的列表。
myrepl:SECONDARY> db.me.find();{ "_id" : ObjectId("530bfbdc911eb0ac3bf2aa8b"), "host" : "test03" } 主節點和從節點都跟蹤從節點的更新狀況，這個是通過存放在"syncedTO"中的時間戳來完成的。
4.4 阻塞復制
開發者可以使用getLastrror的'w'參數來確保數據的同步性。運行getLastError會進入阻塞狀態，直到N個服務器復制了最新的寫入操作為止。
檢查本連接的上一次數據庫操作的錯誤。
myrepl:PRIMARY> db.runCommand("getlasterror"){ "n" : 0, "lastOp" : Timestamp(0, 0), "connectionId" : 3525, "err" : null, "ok" : 1} 指定"w"選項后，可以使用"wtimeout"選項，表示以毫秒為單位的超時。
阻塞復制會導致寫操作明顯變慢，尤其是"w"的值比較大時。
5.管理
5.1 管理
MongoDB包含很多有用的管理工具，用以查看復制的狀態。
通過
db.printReplicationInfo()
命令查看oplog狀態。
myrepl:PRIMARY> db.printReplicationInfo();configured oplog size: 997.7892578125001MBlog length start to end: 1126secs (0.31hrs)oplog first event time: Tue Feb 25 2014 10:11:23 GMT+0800 (CST)oplog last event time: Tue Feb 25 2014 10:30:09 GMT+0800 (CST)now: Wed Feb 26 2014 02:07:23 GMT+0800 (CST)
輸出信息包括oplog日志的大小，操作日志記錄的起始時間。
查看從庫同步狀態。
myrepl:PRIMARY> db.printSlaveReplicationInfo();source: test03:10002 syncedTo: Tue Feb 25 2014 10:30:09 GMT+0800 (CST) = 56533 secs ago (15.7hrs)source: test01:10003 no replication info, yet. State: ARBITER
輸出信息包括從庫的主機名，port信息等。
5.2 變更oplog的大小
如果發現oplog大小不合適，最簡單的方法就是停掉主節點，刪除local數據庫的文件，用心的設置重新啟動。
# rm -rf /data/node2/local*
為大型的oplog預分配空間非常耗費時間，且可能導致主節點停機時間增加，盡可能的手動預分配數據文件。
5.3 復制的認證問題
如果在復制中使用了認證，還需要做些配置，使得從節點可以訪問俄主節點的數據。在主節點和從節點都需要在本地數據庫增加用戶，每個節點的用戶名和口令相同。
從節點連接到主節點是，會用存儲在local.system.users中的用戶認證。最先嘗試"repl"用戶，如果沒有，則用local.system.users中的第一個可用用戶。
PS：副本集replSet具體配置
1.MongoDB：創建Replica Set
1.1 分別啟動兩臺mongodb數據庫
mongod --fork --dbpath /data/node2 --logpath /data/mongodb.log --port 10001 --logappend --replSet myrepl/test03:10002mongod --fork --dbpath /data/node3 --logpath /data/mongodb.log --port 10002 --logappend --replSet myrepl/test02:10001
1.2 初始化副本集
config = {"_id" : "myrepl", "members" : [ {"_id" : 0, "host" : "test02:10001"}, {"_id" : 1, "host" : "test03:10002"} ]}rs.initiate(config);rs.status();myrepl:SECONDARY> rs.status();{ "set" : "myrepl", "date" : ISODate("2014-02-25T02:17:39Z"), "myState" : 2, "syncingTo" : "test03:10002", "members" : [ { "_id" : 0, "name" : "test02:10001", "health" : 1, "state" : 2, "stateStr" : "SECONDARY", "uptime" : 968, "optime" : Timestamp(1393294457, 1), "optimeDate" : ISODate("2014-02-25T02:14:17Z"), "errmsg" : "syncing to: test03:10002", "self" : true }, { "_id" : 1, "name" : "test03:10002", "health" : 1, "state" : 1, "stateStr" : "PRIMARY", "uptime" : 48, "optime" : Timestamp(1393294457, 1), "optimeDate" : ISODate("2014-02-25T02:14:17Z"), "lastHeartbeat" : ISODate("2014-02-25T02:17:38Z"), "lastHeartbeatRecv" : ISODate("2014-02-25T02:17:39Z"), "pingMs" : 1, "syncingTo" : "test02:10001" } ], "ok" : 1}1.3 增加一個仲裁節點，只負責仲裁，不做數據存儲。
mongod --fork --dbpath /data/node1 --logpath /data/mongodb.log --port 10003 --logappend --replSet myrepl/test02:10001,test03:10002myrepl:PRIMARY> rs.addArb("test01:10003");{ "ok" : 1 } 2 MongoDB：Replica Set 增加節點
2.1 現有環境：
myrepl:PRIMARY> rs.conf();{ "_id" : "myrepl", "version" : 2, "members" : [ { "_id" : 0, "host" : "test02:10001" }, { "_id" : 1, "host" : "test03:10002" }, { "_id" : 2, "host" : "test01:10003", "arbiterOnly" : true } ]} 現有三個節點，兩臺standard節點，一臺arbiter節點。
2.2 增加節點
2.2.1 創建數據目錄和日志文件：
mkdir -p /data/node/touch /data/mongodb.log
2.2.2 安裝mongodb：
tar zxf mongodb-linux-x86_64-2.4.9.tgz mv mongodb-linux-x86_64-2.4.9 /opt/mongodbecho "export PATH=$PATH:/opt/mongodb/bin" >>/etc/profilesource /etc/profilemongod --config ~/.mongodb.conf
2.2.3 創建新從節點配置文件：
cat >> ~/.mongodb.conf <<EOFfork = tureport = 10005dbpath = /data/nodelogpath = /data/mongodb.loglogappend = truereplSet = myreplEOF
cat /etc/sysconfig/networkcat >> /etc/hosts << EOF 192.168.27.214 test01 192.168.27.212 test02 192.168.27.213 test03192.168.27.215 test04192.168.27.216 test05EOF
myrepl:PRIMARY> rs.isMaster();{ "setName" : "myrepl", "ismaster" : true, "secondary" : false, "hosts" : [ "test02:10001", "test03:10002" ], "arbiters" : [ "test01:10003" ], "primary" : "test02:10001", "me" : "test02:10001", "maxBsonObjectSize" : 16777216, "maxMessageSizeBytes" : 48000000, "localTime" : ISODate("2014-02-25T19:23:22.286Z"), "ok" : 1}2.2.6 增加新從節點到replSet
myrepl:PRIMARY> rs.add("192.168.27.215:10004");# 增加arbiter節點的方法：myrepl:PRIMARY> rs.addArb("test01:10003");2.2.7 再次查看Replica Set狀態信息
myrepl:PRIMARY> rs.conf();{ "_id" : "myrepl", "version" : 3, "members" : [ { "_id" : 0, "host" : "test02:10001" }, { "_id" : 1, "host" : "test03:10002" }, { "_id" : 2, "host" : "test01:10003", "arbiterOnly" : true }, { "_id" : 3, "host" : "192.168.27.215:10004" } ]} 3. 測試
3.1 主節點插入數據
myrepl:PRIMARY> db.test.insert({"name" : "xiaohuan", "age" : 30});
3.2 從節點查詢數據
myrepl:SECONDARY> rs.slaveOk();
myrepl:SECONDARY> db.test.find();
{ "_id" : ObjectId("530bfc79eee2c2ce39f9cd95"), "name" : "caoqing" }
{ "_id" : ObjectId("530bfd8f3627cb16c15dcb32"), "name" : "xiaobao" }
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4. 把standard節點變為passive節點
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