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前言
前段時間維護的一個事業群的其中一條業務線的開發找到運維，提出來了一個MongoDB的優化問題，那段時間MongoDB正在從op管理移交給db進行維護，整個部門都對MongoDB的運維經驗缺乏，MongoDB的優化更是一個未知的挑戰。當op找到我，核心系統的公共服務平臺用來進行短信服務的MongoDB集群想進行一次優化，我當仁不能讓的承擔了這項我都覺得可能搞不定的任務。
開發找到我提出了兩點兒問題，并尋求運維團隊解決這個問題，不過最終在我的理性的思考和他感性的思維碰撞下，最終我還是以勝利者的姿態勝出。我成功說服了他，并解答了他一些疑問，得到了滿意的答復后再也沒找我了。當然這里肯定不會就憑幾句話，任你理論再怎么豐富，態度如何曖昧，不拿點兒真實數據，做點兒什么，怎么能說服經驗豐富的開發認定的事兒。溝通了大半天，占據了我白天的工作時間，不過他提出來的問題還是很值得討論。
根據開發的邏輯，是想橫向擴充secondary節點，把其他要求不高的業務放到secondary節點上，減輕primary節點的壓力，達到部分讀寫分離，使得主要業務優先保障。我覺得這個出發點是好的，但并沒有就此作出回應，其一是他沒有認識到這個他認為的有延遲并不是數據庫集群的問題（這里不詳細講述排查的過程，下一篇文章會講些MongoDB的寫入與業務邏輯），其二是我們確實缺乏有效的資源硬件去進行擴充節點。
不同的業務場景應用不同的架構策略，擴充secondary節點有時候不能解決問題，尤其是那些實時性很高的業務，但有時候擴充secondary節點確實有效，比如硬件升級后需要做的服務遷移，需要在線擴充secondary節點來滿足業務需要的更高的硬件要求。
MongoDB的secondary節點的擴充，我總結起來有兩種方式：
1、rs.add()直接擴充
2、一致性備份后進行擴充（個人叫法）
1、rs.add("HOST_NAME:PORT")
具體的實現方式是登陸擴充節點的機器，編輯好配置文件，并建立相應的目錄和權限，啟動MongoDB實例就可以了。
需要注意的一點兒是這種擴充方式要保證同步源的數據量級，即保證在同步完數據前MongoDB的oplog不會被覆蓋，這點兒類似與MySQL的redo log日志，如果被覆蓋那么同步的數據出現不一致，導致同步失敗。
需要注意的另一點是同步數據的過程中，當集群數據達到一定量級時，同步數據的大小很大就會對網絡造成一定的壓力，可能對業務的核心交換機造成影響，因此需要用TC工具對同步流量做限速處理。這個限速需要考慮同步源可能不會是primary，也可能是同樣角色的secondary節點，令外限速同步勢必會增大同步時間，這個會增大oplog被覆蓋的概率，具體限速值還是要經過計算才能把握好。
2、一致性快照快速添加secondary節點（自我命名，歡迎各位交流）
a)primary節點上進行一致性快照備份
b)secondary節點上進行一致性快照恢復，僅僅對數據部分進行恢復，暫時不要對oplog進行恢復
c)初始化oplog.rs集合，并恢復oplog記錄
d)初始化local數據庫的其他兩個集合db.replset.election，db.system.replset
e)修改數據庫配置并重啟數據庫（這一步操作前實例不開啟認證模式、復制集的配置）,rs.add("HOST_NAME:PORT")將secondary添加進集群并觀察同步狀態、校驗數據的完整和一致性
實踐的詳細實踐過程如下（僅供參考交流，生產環境慎用）：
1、primary上進行一致性快照備份
#primary節點或者其他secondary節點備份數據 [root@172-16-3-190 mongodb]# /opt/app/mongodb/bin/mongodump -uroot -ppwd4mysql --authenticationDatabase=admin --port=27017 --oplog -o /tmp/dump_mongo/ 2018-08-20T15:42:47.028+0800 writing admin.system.users to 2018-08-20T15:42:47.030+0800 done dumping admin.system.users (1 document) 2018-08-20T15:42:47.030+0800 writing admin.system.version to 2018-08-20T15:42:47.031+0800 done dumping admin.system.version (2 documents) 2018-08-20T15:42:47.032+0800 writing super_hero.user_address to 2018-08-20T15:42:47.032+0800 writing super_hero.user_info to 2018-08-20T15:42:47.033+0800 done dumping super_hero.user_address (1 document) 2018-08-20T15:42:47.033+0800 done dumping super_hero.user_info (1 document) 2018-08-20T15:42:47.034+0800 writing captured oplog to 2018-08-20T15:42:47.036+0800 dumped 1 oplog entry #查看備份的文件 [root@172-16-3-190 mongodb]# ls -lh /tmp/dump_mongo/ total 12K drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Aug 20 15:42 admin -rw-r--r-- 1 root root 110 Aug 20 15:42 oplog.bson drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Aug 20 15:42 super_hero #傳遞備份到準備添加為secondary的節點上 [root@172-16-3-190 tmp]# scp -r -P22222 /tmp/dump_mongo/ liyingxiao@172.16.3.189:/tmp
2、secondary節點一致性快照恢復
#auth=true #replSet = repl_mongo #clusterAuthMode=keyFile #keyFile=/opt/app/mongodb/keyfile/mongodb.key ##恢復數據 [root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongorestore --oplogReplay --port=27017 /tmp/dump_mongo/ 2018-08-20T15:56:32.161+0800 preparing collections to restore from 2018-08-20T15:56:32.193+0800 reading metadata for super_hero.user_info from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_info.metadata.json 2018-08-20T15:56:32.194+0800 reading metadata for super_hero.user_address from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_address.metadata.json 2018-08-20T15:56:32.222+0800 restoring super_hero.user_address from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_address.bson 2018-08-20T15:56:32.300+0800 restoring super_hero.user_info from /tmp/dump_mongo/super_hero/user_info.bson 2018-08-20T15:56:32.867+0800 no indexes to restore 2018-08-20T15:56:32.867+0800 finished restoring super_hero.user_address (1 document) 2018-08-20T15:56:32.881+0800 no indexes to restore 2018-08-20T15:56:32.881+0800 finished restoring super_hero.user_info (1 document) 2018-08-20T15:56:32.881+0800 restoring users from /tmp/dump_mongo/admin/system.users.bson 2018-08-20T15:56:32.993+0800 replaying oplog 2018-08-20T15:56:32.997+0800 done
3、初始化oplog.rs集合，并恢復oplog記錄
創建oplog.rs集合并初始化大小
use local
db.createCollection("oplog.rs",{"capped":true,"size":100000000})
恢復一致性備份的oplog.rs集合的數據到secondary節點
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongorestore -d local -c oplog.rs --port=27017 /tmp/dump_mongo/oplog.bson 2018-08-20T16:12:49.848+0800 checking for collection data in /tmp/dump_mongo/oplog.bson 2018-08-20T16:12:49.852+0800 restoring local.oplog.rs from /tmp/dump_mongo/oplog.bson 2018-08-20T16:12:49.925+0800 no indexes to restore 2018-08-20T16:12:49.925+0800 finished restoring local.oplog.rs (1 document) 2018-08-20T16:12:49.925+0800 done
4、初始化db.replset.election，db.system.replset集合，其中replset.election需要查詢主節點數據并將這些數據存儲到secondary節點，或者兩個結合自行save到secondary節點。另集合system.replset加入復制集后可自動識別primary節點內容（這里我采取自行同步數據）
#primary節點
repl_mongo:PRIMARY> db.replset.election.find()
{ "_id" : ObjectId("5b7a6ee5de7a24b82a686139"), "term" : NumberLong(1), "candidateIndex" : NumberLong(0) }
#secondary節點
db.replset.election.save({ "_id" : ObjectId("5b7a6ee5de7a24b82a686139"), "term" : NumberLong(1), "candidateIndex" : NumberLong(0) })
5、修改數據庫配置并重啟，添加secondary節點到復制集群中
#auth=true
#replSet = repl_mongo
#clusterAuthMode=keyFile
#keyFile=/opt/app/mongodb/keyfile/mongodb.key
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongod --shutdown -f /opt/app/mongodb/mongo.conf
killing process with pid: 5331
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# vim /opt/app/mongodb/mongo.conf #注釋去掉并重啟
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongod -f /opt/app/mongodb/mongo.conf
about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 5722
child process started successfully, parent exiting
#添加secondary節點
repl_mongo:PRIMARY> rs.add({"_id":1,"host":"172.16.3.189:27017"})
{
"ok" : 1,
"operationTime" : Timestamp(1534752953, 1),
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1534752953, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"Tt9nzhoVYdUtGFZnc1Kg1exl0Hc="),
"keyId" : NumberLong("6591702943026642945")
}
}
}
6、登錄添加的secondary節點，驗證復制集狀態，數據完整和一致性。
[root@172-16-3-189 we_ops_admin]# /opt/app/mongodb/bin/mongo -uroot -ppwd4mysql --authenticationDatabase=admin --port=27017
重點介紹第二種省時省心但費力費操作的添加secondary節點的方法，實踐過程中數據庫實例前期去掉認證和復制集參數，是方便我們下面的一些需要用戶權限的操作，避免建立管理員賬號，后續加入集群后自行同步了primary節點的賬號。重啟后登錄secondary節點驗證服務的可用性和數據一致性時，使用集群的管理賬號進入，否則會報認證的錯誤。
總結如上兩種擴充方式，對于方式1的擴充簡單省事，需要保證oplog不被覆蓋和評估同步流量的影響問題，是我們通常進行橫向復制集添加secondary節點的方法。對于第二種方式，操作繁瑣但不用擔心oplog被覆蓋，且操作期間不會過多擔憂網絡流量的問題，僅僅考慮網絡傳輸的流量影響。第一種方式操作時間周期長，不可控的影響范圍大費時費精力，第二種方式操作時間短，操作的步驟多，容易出現其他問題。
MongoDB secondary節點出現recovering狀態
MongoDB做了replica sets之后,secondary節點出現recovering狀態
在一次mongo集群掛掉后，重啟，發現有一臺服務器的mongo節點一直處于recovering狀態，不能變為secondary或者primary。
查詢官方文檔后，找到解決方案，在此記錄。
出現原因
備份節點的工作原理過程可以大致描述為，備份節點定期輪詢主節點上的數據操作，然后對自己的數據副本進行這些操作，從而保證跟主節點的數據同步。
至于主節點上的所有數據庫狀態改變的操作，都會存放在一張特定的系統表中。備份節點則是根據這些數據進行自己的數據更新。
上面提到的數據庫狀態改變的操作，稱為oplog（operation log，主節點操作記錄）。oplog存儲在local數據庫的"oplog.rs"表中。副本集中備份節點異步的從主節點同步oplog，然后重新執行它記錄的操作，以此達到了數據同步的作用。
關于oplog有幾個注意的地方：
數據同步
在副本集中，有兩種數據同步方式：
initial sync
當遇到上面例子中無法同步的問題時，只能使用以下兩種方式進行initial sync了
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。
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