Ota käyttöön korkean käytettävyyden omaava kopiosarja MongoDB 3.4:ssä käyttämällä avaintiedostoa pääsynhallintaan Ubuntu 16.04:ssä

Sen perustamisesta vuonna 2009 lähtien MongoDB on johtanut NoSQL-alaa. Yksi MongoDB:n ydinkonsepteista on Replica Set, joten ennen kuin työskentelet sen kanssa, käydään konsepti läpi.

Tietoja Replica Setistä

Yksinkertaisin tietokantojen replikaatiossa käytetty viestintämalli on Master-Slave-arkkitehtuuri. Kuten sen nimestä voi päätellä, tässä mallissa on 2 roolia, jotka on hajautettu yksilölliseen isäntään ja useisiin orjiin, isäntälaitteen tehtävänä on käsitellä asiakkaiden tekemiä luku- ja kirjoitustoimintoja, ja orjia käsitellään isäntäkoneen kopiona.

Tämän mallin tärkein etu on se, että varmuuskopiointitoiminnot eivät vaaranna isäntälaitteen suorituskykyä, varmuuskopiointitoiminnot tehdään asynkronisesti ja tästä voi tulla vakava ongelma pääsolmun epäonnistuessa. Orjasolmut ovat vain luku -tilassa ja ne on ylennettävä manuaalisesti isäntäsolmuksi, joten tänä aikana on mahdollista menettää tietoja.

Yksi vaihtoehto saatavuusongelman ratkaisemiseksi on, että arkkitehtuurissa on useampi kuin yksi isäntä, mutta tämä voi johtaa toiseen ongelmaan tietojen johdonmukaisuudessa näiden ilmentymien välillä ja konfiguroinnin monimutkaisuuteen.

Nyt kontekstissa voimme esitellä MongoDB: n Replica Set -teknologian. Replica Set on Master-Slave-arkkitehtuurin nimi, jossa on automaattinen vikasietoisuus, joten sillä hetkellä, kun primaryisäntäsolmu (jonka nyt on nimetty ) ei toimi kunnolla, tulee electiontahdon liipaisu ja uusi ensisijainen solmu valitaan jäljellä olevista orjista ( kutsutaan nyt nimellä secondaries).

Ensisijainen solmu

Ensisijainen solmu on ainoa, joka suorittaa kirjoitustoimintoja, oletusarvoisesti lukutoiminnot hoitaa myös ensisijainen solmu, mutta tätä toimintaa voidaan muuttaa myöhemmin.

Toiminnot tallennetaan oplog(operaatiolokiin), jonka jälkeen toissijaiset solmut päivittävät sisältönsä asynkronisesti sen sisällön perusteella.oplog

Huomautus: oplogon rajattu kokoelma, tämä tarkoittaa, että kokoelmalla on raja, jonka avulla local.oplog.rsvoit tarkistaa tämän kokoelman sisällön mongo-kuoren sisällä missä tahansa joukon jäsenessä.

Toissijainen solmu

Sen lisäksi, että toissijainen solmu tekee oikean varmuuskopion tietokannasta, sillä on seuraavat roolit:

• Voi hyväksyä lukutoiminnot tarvittaessa.
• Voi laukaista vaalit, jos ensisijainen solmu epäonnistuu.
• Saa äänestää vaaleissa.
• Tarvittaessa hänestä voi tulla uusi ensisijainen.

Näiden ominaisuuksien ansiosta meillä voi olla erityyppisiä toissijaisia ​​solmuja:

• Prioriteetti 0 : Näistä solmuista ei voi tulla a primaryeivätkä ne voi laukaista vaaleja, mutta silti ne voivat äänestää vaaleissa, niillä on täydellinen kopio ja ne voivat hyväksyä lukutoimintoja. Nämä voivat olla hyödyllisiä usean datakeskuksen käyttöönotossa.
• Piilotettu : Nämä ovat Priority 0jäseniä, mutta he eivät myöskään voi käsitellä lukutoimintoja. He voivat tarvittaessa äänestää. Näiden jäsenten ensisijaiset tehtävät ovat raportointi ja varmuuskopiointi.
• Viivästetty : Nämä solmut ovat vastuussa "historiallisista tiedoista" viivästymällä jonkin yksikön ajassa. Viivästetyn jäsenen on oltava priority 0solmu, ja on suositeltavaa, että ne ovat myös hiddenjäsen.

Edellytykset

• Mahdollisuus käyttää vähintään kolmea Ubuntu 16.04 x64 -esiintymää samalla palvelinkoolla.

Suunnittele Replica-sarja

Ennen infrastruktuurin käyttöönottoa on tärkeää suunnitella se, ja tässä suunnittelussa on huomioitavia kohtia.

Jäsenmäärän valinta

Muista, että elementtien vähimmäismäärä replikajoukon muodostamiseksi on 3. Voit sekoittaa kolmen tyyppisiä solmuja vähintään yhden ensisijaisen ja yhden toissijaisen solmun kanssa.

Tässä oppaassa otamme käyttöön 3 jäsentä, yhden ensisijaisen ja kaksi tavallista toissijaista.

Huomautus: On suositeltavaa olla enintään 7 äänivaltaista jäsentä sekä välimiehiä ja toissijaisia ​​jäseniä.

Valitse nimi

Nimi on vain viitteellinen, mutta käytät sitä sarjan kokoonpanossa. Muista, että tuotantoympäristössäsi voi olla useampi kuin yksi replikasarja, joten älä unohda sarjasi nimeä.

Tämä opetusohjelma rohkaisee käyttäjää valitsemaan joukon nimen.

Jäsenten jakautuminen eri datakeskuksiin

Tämä opetusohjelma ehdottaa käyttöönottoa samassa datakeskuksessa, jotta voit välttää viestintäongelmia.

Huomautus: Jos käytät eri tietokeskuksissa, on suositeltavaa ympäröidä solmut VPN:llä

Käyttöönottoohjeet

Vaihe 1: Ota käyttöön infrastruktuurisi vähimmäissolmut

Käynnistä 3 Ubuntu 16.04 x64 -solmua; samalla alueella asiakasportaalistasi, jos mahdollista. Älä unohda nimetä niitä käsittelemäsi projektin tyypin mukaan ja varmista, että kaikissa näissä solmuissa on sama palvelinkoko.

Kun olet ottanut käyttöön 3 solmuasi, sinun on varmistettava, että jokainen solmu voi puhua muiden kanssa. Sinun täytyy ssh kahteen solmuun ja tavoittaa muut käyttämällä ping -c 4 EXAMPLE_IP. Vaihda EXAMPLE_IPsolmujesi todellisiin IP-osoitteisiin.

Tässä on esimerkki onnistuneesta tiedonsiirrosta kahden solmun välillä.

root@foo_node:~# ping -c 4 EXAMPLE_IP
PING EXAMPLE_IP (EXAMPLE_IP) 56(84) bytes of data.
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=1 ttl=59 time=0.594 ms
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=2 ttl=59 time=0.640 ms
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=3 ttl=59 time=0.477 ms
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=4 ttl=59 time=0.551 ms

--- EXAMPLE_IP ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3021ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.477/0.565/0.640/0.064 ms

Vaihe 2: Asenna MongoDB jokaiseen infrastruktuurisi solmuun

Yleensä voit käyttää Ubuntun MongoDB-pakettia, mutta on parempi käyttää virallista yhteisön repoa, koska se on aina ajan tasalla. Tämä repo sisältää nämä paketit:

• mongodb-org , ryhmäpaketti , joka ympäröi neljä komponenttia.
• mongodb-org-server , tämä sisältää mongoddemonin (ensisijainen prosessi, joka käsittelee tietopyyntöjä).
• mongodb-org-mongos , tämä sisältää mongosdaemonin (reitityspalvelu jaetuille käyttöönottoille).
• mongodb-org-shell , tämä on mongo shellJavaScript-käyttöliittymä.
• mongodb-org-tools , joitain työkaluja hallintotoimintoihin.

Jatka pakettien asentamiseen.

Tuo julkinen avain paketinhallintajärjestelmään.

sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv 0C49F3730359A14518585931BC711F9BA15703C6

Luo luettelotiedosto MongoDB:lle '/etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.4.list'.

echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] http://repo.mongodb.org/apt/ubuntu xenial/mongodb-org/3.4 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.4.list

Päivitä pakettitietokanta.

sudo apt-get update

Asenna MongoDB-metapaketti.

sudo apt-get install -y mongodb-org

Käynnistä MongoDB-palvelu.

sudo service mongod start

Nyt voit avata mongo shellmissä tahansa bash-istunnossa. Tätä varten sinun on käytettävä mongokomentoa. Sinua tervehtii jotain tämän kaltaista.

MongoDB shell version v3.4.7
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.7
Welcome to the MongoDB shell.
For interactive help, type "help".
For more comprehensive documentation, see http://docs.mongodb.org/
Questions? Try the support group
http://groups.google.com/group/mongodb-user
Server has startup warnings:
*Some extra logs are cut by the way*
>

Älä unohda sulkea palvelua -painikkeella sudo service mongod stop, koska myöhemmin aloitamme mongoduudelleen joillakin parametreilla. Toista tämä prosessi joukon kaikissa kolmessa solmussa.

Vaihe 3: Määritä pääsyavaintiedosto

Avaintiedoston käyttö pakottaa kaksi konseptia replikajoukon hallintaan. Ensimmäinen on Internal Authentication. Oletuksena voit aloittaa mongo shellistunnon ilman käyttäjää, ja tämä istunto hallitsee tietokantaa täysin, mutta kun käytät avaintiedostoa todentamiseen, mongo shellistunto saavuttaa tilan nimeltä localhost exception. Tässä tilassa voit luoda vain järjestelmänvalvojan käyttäjän ja replikajoukon. Toinen käsite on Role-Based Access Control, eli toisin sanoen valtuutus. Tämä on pakotettu hallitsemaan kopiojoukon hallintatasoja.

Luo avaintiedostosi

Avaintiedosto on joukossa käytettävä salasana, tämän salasanan on oltava sama kaikissa joukon jäsenissä. Turvallisuuden lisäämiseksi on tärkeää käyttää satunnaista avainta valitsemasi työkalun kanssa.

Sisällön tulee olla 6–1064 merkkiä pitkä. Sinun on myös asetettava read onlyavaintiedoston käyttöoikeudet.

chmod 400 PATH_OF_YOUR_KEYFILE

Aseta avaintiedosto jokaiseen joukon jäseneen

Kopioi nyt avaintiedostosi jokaiselle joukon jäsenelle. Käytä johdonmukaista kansiota myöhempää käyttöä varten äläkä tallenna sitä siirrettävälle tietovälineelle.

Käytä myös kansiota tiedostolle, jota mongodvoi käyttää.

Pakota käyttämällä avaintiedostoa replikajoukossa

Tässä vaiheessa meidän on aloitettava mongod daemon jokaisessa joukossa jäsen . mongodProsessi voidaan aloittaa kahdella tavalla : käyttämällä konfigurointitiedostoa tai komentoriviä. Molemmat ovat melko helppoja menetelmiä, mutta yksinkertaisuuden vuoksi tämä opetusohjelma käyttää komentoriviversiota.

Komentorivimääritys

Käytä aiemmin tässä komennossa valitsemaasi nimeä.

mongod --keyFile PATH_OF_YOUR_KEYFILE --replSet "YOUR_SET_NAME"

Oletuksena mongodei toimi demonina. Sinun tulee käyttää --forkparametria tai käyttää sitä upstartsuorittaaksesi sen kokonaan demonina. Tässä opetusohjelmassa emme suosittele ajamista mongoddemonina, jotta voit nähdä lokit suoraan päätteeseesi.

Huomautus: Kirjoita replikajoukon nimi huolellisesti, koska sen luomisen jälkeen et voi muuttaa sitä.

Vaihe 4: Yhdistä localhost-liittymään yhdeltä joukon jäseneltä

Huomautus: Jos käytät mongodei-daemon-prosessia, sinun on avattava toinen ssh-yhteys jatkaaksesi työtä.

Sinun on käytettävä mongokomentoa avataksesi mongo shell. Tämä voidaan tehdä missä tahansa sarjan jäsenessä.

Tällä hetkellä olemme tilassa nimeltä localhost exception. Kun mongodprosessin määrittämiseen käytetään avaintiedostoa , sinun on luotava tietokannan ylläpitäjä ennen kuin voit käyttää luku-kirjoitustoimintoja, mutta käsittelemme sitä myöhemmin.

Vaihe 5: Replica-sarjan käynnistäminen

Tämä on herkkä osa, käytämme komentoa rs.initiate()sisällä mongo shellvaiheesta 4. ennen tämän komennon Tarkastellaan sitä.

rs.initiate(
  {
    _id : <replicaSetName>,
    members: [
      { _id : 0, host : "example1.net:27017" },
      { _id : 1, host : "example2.net:27017" },
      { _id : 2, host : "example3.net:27017" }
    ]
  }
)

Ensimmäinen _idkenttä on merkkijono, ja sen on vastattava sitä, --replSetjoka välitettiin ennen kenttään mongod. Lisäksi jokaisen arvon hoston oltava joko ip- tai verkkotunnuksen nimi jokaiselle replikajoukon jäsenelle. Älä unohda liittää porttia, jota mongo-ilmentymä käyttää jokaisessa jäsenessä.

Nyt on aika suorittaa komento tietojesi kanssa, tämä laukaisee election, jolloin ensisijainen valitaan automaattisesti.

Tässä tulee huomioida, että shell-kohdistimesi on muuttunut muotoon YOUR_SET_NAME:PRIMARY>tai YOUR_SET_NAME:SECONDARY. Tämä tarkoittaa, että sarjan luominen oli menestys.

Jatkaksesi työskentelyä sinun on löydettävä primary, jos et tietenkään ole siinä. Käytä rs.status()komentoa näyttääksesi replikajoukon tiedot ja paikantaaksesi primary. Olet etsimässä kiinteistöä "stateStr" : "PRIMARY".

Vaihe 6: Luo järjestelmänvalvoja

Kun olet löytänyt primary, kirjoita mongo shellja suorita seuraava komento käyttämällä tietojasi.

admin = db.getSiblingDB("admin")
admin.createUser(
  {
    user: "YOUR_USER",
    pwd: "YOU_PASSWORD",
    roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
  }
)

admin = db.getSiblingDB("admin")Osa antaa meidän kirjoittamaan admintoisesta tietokannasta. Tämä luo aliaksen nimeltä admin, joten voimme sen sijaan suorittaa komentoja käyttämällä sitä.

Jos toiminto onnistuu, saat ilmoituksen, että käyttäjä on lisätty.

Successfully added user: {
    "user" : "YOUR_USER",
    "roles" : [
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}

Tällä hetkellä meillä on vain järjestelmänvalvoja kaikille palvelimille, mutta Replica-joukon saaminen pakottaa meidät luomaan käyttäjän, jolla on clusterAdminrooli. Luomme toisen käyttäjän, jolla on vain tämä rooli, jotta voimme erottaa huolenaiheet.

Vaihe 7: Todennus järjestelmänvalvojana

Olemme saavuttaneet rajan localhost exception, minkä vuoksi meidän on vaihdettava todennus vaihetta aiemmin luotuun käyttäjään.

Voit vaihtaa käyttäjiä sisällä mongo shellseuraavilla tavoilla.

db.getSiblingDB("admin").auth("YOUR_ADMIN", "YOUR_PASSWORD" )

Jos et ole vielä muodostanut yhteyttä, mongo shellkäytä tätä komentoa sen sijaan.

mongo -u "YOUR_ADMIN" -p "YOUR_PASSWORD" --authenticationDatabase "admin"

Saat ilmoituksen käyttäjän vaihdosta ja voit siirtyä seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 8: Luo klusterin isäntä

clusterAdminRooli antaa käyttäjälle täyden kontrollin replikointijoukon. Sen luominen on yhtä helppoa kuin järjestelmänvalvojan luominen.

db.getSiblingDB("admin").createUser(
  {
    "user" : "YOUR_USER",
    "pwd" : "YOUR_PASSWORD",
    roles: [ { "role" : "clusterAdmin", "db" : "admin" } ]
  }
)

Huomaa, että tällä kertaa rooliksi on muutettuclusterAdmin .

Vaihe 9: Tietojen lisääminen replikasarjaan

Tällä hetkellä meillä on 2 admin-käyttäjää: yksi, joka hallitsee palvelinta täydellisesti, ja toinen, jolla on pääsy järjestelmänvalvojan tehtäviin Replica-joukon tasolla. Meiltä kuitenkin puuttuu käyttäjä, jolla on pääsy "käyttää" tietokantaa, joten luomme kyseisen käyttäjän nyt.

admin = db.getSiblingDB("admin")
admin.createUser(
  {
    user: "YOUR_USER",
    pwd: "YOUR_PASSWORD",
    roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "cars" } ]
  }
)

Huomaa tällä kertaa, että muutamme dbosaa, siellä laitamme tietokannan käyttäjän saataville, tässä tapauksessa käytämme tietokantaa nimeltä cars.

Tietokantaa ei ole vielä luotu. Tätä varten sinun on kirjoitettava joitain komentoja sen luomiseksi implisiittisesti. Vaihda carstietokantaan.

use cars

Saat ilmoituksen: switched to db cars.

Tietokantaa ei ole vieläkään luotu, joten sinun on kirjoitettava siihen jotain. Käytämme seuraavaa esimerkkiä.

db.models.insert({ make: "Dodge", model: "Viper", year: 2010 })

Tällä kertaa sinulle ilmoitetaan WriteResult({ "nInserted" : 1 }).

Halutessasi voit hakea kaikki tietokannan objektit seuraavalla find()menetelmällä:

db.models.find()
{ "_id" : ObjectId("59acd8b55334882863541ff4"), "make" : "Dodge", "model" : "Viper", "year" : 2010 }

Huomaa, että _idtulos on erilainen, mutta muiden tietojen tulee olla samat. Jos aikaa on riittävästi, nämä tiedot kopioidaan muille jäsenille.

Johtopäätös

Replica-sarjan luominen voi olla aluksi haastavaa, koska siinä on paljon ymmärrettävää tietoa, mutta kun saat idean sen takana, voit ottaa sen käyttöön nopeasti, joten älä anna periksi, jos et ymmärrä sitä ensimmäisellä kerralla. Muista, että Replica-sarja on tärkeä MongoDB-hallinnassa, koska se avaa mahdollisuuden lisätä edistyneitä ominaisuuksia, kuten kuormituksen tasapainotusta.