一文帶你搞明白MongoDB分布式集群

2024-09-07 00:22:36

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本文給大家介紹的關于MongoDB分布式集群的內容，要想更好的運用MongoDB，對MongoDB分布式集群的充分了解是有必要的，下面就跟隨小編深入了解MongoDB 分布式集群吧。

       在分布式應用系統中，mongodb 已經成為 NoSQL 經典數據庫。要想很好的使用 mongodb，僅僅知道如何使用它是不夠的。只有對其架構原理等有了充分認識，才能在實際運用中使其更好地服務于應用，遇到問題知道怎么處理，而不是抓瞎抹黑。

       集群概覽

       mongodb 相關的進程分為三類：

mongo 進程 -C 該進程是 mongodb 提供的 shell 客戶端進程，通過該客戶端可以發送命令并操作集群；
mongos 進程 -C mongodb 的路由進程，負責與客戶端連接，轉發客戶端請求到后端集群，對客戶端屏蔽集群內部結構；
mongod 進程 -C 提供數據讀寫的 mongodb 實例進程。

柜臺服務員接受客戶的保單業務請求（mongos 路由節點接收客戶端的操作請求）；
柜臺服務員查詢文件目錄系統查看該保單應該保存到哪個倉庫（mongos 節點與 config 配置節點通信，查詢相關操作數據在哪個分片節點）；
知道哪個倉庫后，柜臺服務員將保單給倉庫管理員，倉庫管理員將保單放到指定倉庫中（mongos 節點將請求發送給數據所在分片節點，分片節點進行讀寫處理）。
       mongos 路由服務

       mongos 服務類似網關，連接 mongodb 集群與應用程序，對外屏蔽 mongodb 內部結構，應用程序只需要將請求發送給 mongos，而無需關心集群內部副本分片等信息。

       mongos 本身不保存數據與索引信息，它通過查詢 config 配置服務來獲取，所以可以考慮將 mongos 與應用程序部署在同一臺服務器上，當服務器宕機時 mongos 也一起失效，防止出現 mongos 閑置。

       mongos 節點也可以是單個節點，但為了高可用，一般部署多個節點。就像柜臺服務員一樣，可以有多個，相互之間沒有主備關系，都可以獨立處理業務。

       需要注意的是，在開啟分片的情況下，應用程序應該避免直接連接分片節點進行數據修改，因為這種情況下很可能造成數據不一致等嚴重后果，而是通過 mongos 節點來操作。

       config 配置服務

       config 配置節點本質也是一個副本集，副本集中存放集群的元數據，如各個分片上的數據塊列表，數據范圍，身份驗證等信息。如下，可以看到數據庫 config，數據庫中集合保存了集群的重要元數據。

mongos> use config;
switched to db config
mongos> show collections;
changelog
chunks
collections
databases
lockpings
locks
migrations
mongos
shards
tags
transactions
version
       一般情況下，用戶不應該直接變更 config 的數據，否則很可能造成嚴重后果。

       所以副本集是一個縱向概念，描述的是相同的數據存儲在多個節點上；而分片是一個橫向概念，描述的是全量數據被切成不同的片段，每個片段獨立存儲。這個片段就是分片，而分片通過副本集進行存儲。

       副本集

       副本集包含三種角色：

主節點（Primary）
副節點（Secondary）
仲裁節點（Arbiter）
       一個副本集由一個主節點，多個副節點，0或多個仲裁節點組成。

       主節點與副節點是數據節點。主節點提供數據的寫操作，數據寫到主節點后，會通過同步機制同步到副節點上。默認讀操作也由主節點提供，但是可以手動設置 read preference，優先從副節點讀取。

       仲裁節點不是數據節點，不存儲數據，也不提供讀寫操作。仲裁節點是作為投票者存在，當主節點異常需要進行切換時，仲裁節點有投票權，但沒有被投票權。仲裁節點可以在資源有限的情況下，依然支持故障恢復。比如只有2個節點的硬盤資源，在這種情況下可以增加一個不占存儲的仲裁節點，組成“一主一副一仲裁”的副本集架構，當主節點宕掉時，副節點能夠自動切換。

       節點間通過“心跳”進行溝通，以此知道彼此的狀態。當主節點異常不可用時，從其他有被投票權的節點中投票選出一個升級為主節點，繼續保持服務高可用。這里投票采取“大多數”原則，即需要多于總節點數一半的節點同意，才能被選舉成主節點。也因此不建議采用偶數個節點組成副本集，因為偶數情況下，如果發生半數節點網絡隔離，隔離的半數節點達不到“大多數”的要求，無法選舉產生新的主節點。

（編輯：武林網）

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