Replicat Set比起傳統的Master - Slave結構而言，應用場景更加多，也有了自動failover的能力。
在mongo3.2的文件中明確寫道：

Replica sets replace master-slave replication for most use cases.
If possible, use replica sets rather than master-slave replication for all new production deployments.

本文將簡單介紹mongodb副本集搭建。

〇副本集結構圖

我在此處大致理解為“MySQL中1主2從+mha_manager”的結構。
Replication透過Oplog實現語句復現。

〇副本整合員的屬性：
分別為Primary、Secondary(Secondaries)
Primary負責處理所有的write請求，並記錄到oplog(operation log)中。
Secondary負責複製oplog並應用這些write請求到他們自己的資料集中。(有一些類似於MySQL Replication)

所有的副本集都可以處理讀操作，但是需要設定。

最小化的副本集配置建議有三個成員：
1個Primary + 2個Secondary
或者
1個Primary + 1個Secondary + 1個Arbiter(仲裁者)

〇 Arbiter和選舉機制：
Arbiter可以作為副本集的一部分，但它不是一個資料副本，故它不會成為Primary。
Arbiter在Primary不可用的時候，作為一個選舉的角色存在。
如果Arbiter不存在，Primary掛掉的情況下，剩下的兩個Secondary則也會進行選舉。

在1個Primary + 2個Secondary的情況下，failover如下：

〇搭建

實驗結構：
185(Arbiter)(後文用到)
186\187\188(1個Primary、2個Secondary)

在三臺機器上分別建立對應目錄然後啟動mongodb：

mkdir -p /data/mongo_replset
mongod --dbpath=/data/mongo_replset --logpath=/data/mongo_replset/mongo.log --fork --replSet=first_replset

登入任意一臺副本集的mongo shell
此處用的是192.168.1.187

> use admin

輸入：

> cnf = {_id:"first_replset", members:[
{_id:1, host:"192.168.1.186:27017"},
{_id:2, host:"192.168.1.187:27017"},
{_id:3, host:"192.168.1.188:27017"},
]
}
輸出結果：
> {
"_id" : "first_replset",
"members" : [
{
"_id" : 1,
"host" : "192.168.1.186:27017"
},
{
"_id" : 2,
"host" : "192.168.1.187:27017"
},
{
"_id" : 3,
"host" : "192.168.1.188:27017"
}
]
}

初始化配置：

> rs.initiate(cnf);
{ "ok" : 1 }
first_replset:OTHER>
first_replset:PRIMARY>
first_replset:PRIMARY>

此時可以發現該mongodb例項已經成為PRIMARY了。

可以看一下這個副本集的各個成員的狀態：

first_replset:PRIMARY> rs.status();
{
"set" : "first_replset",
"date" : ISODate("2016-11-15T08:22:10.316Z"),
"myState" : 2,
"term" : NumberLong(0),
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"members" : [
{
"_id" : 1,
"name" : "192.168.1.186:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
……………………
},
{
"_id" : 2,
"name" : "192.168.1.187:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "PRIMARY",
……………………
},
{
"_id" : 3,
"name" : "192.168.1.188:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
……………………
}
],
"ok" : 1
}

〇副本集複製狀態測試
在PRIMARY上insert：

[root@192.168.1.187]# mongo 127.0.0.1/test
MongoDB shell version: 3.2.10
connecting to: 127.0.0.1/test
first_replset:PRIMARY> db.test_table.insert({"id": 1})
WriteResult({ "nInserted" : 1 })
first_replset:PRIMARY> db.test_table.find()
{ "_id" : ObjectId("582abba066fdf9fae28a1ba7"), "id" : 1 }

在186、188任意SECONDARY上查詢：
同master - slave結構一樣，預設SECONDARY是不可讀的，需要執行rs.slaveOk()。

first_replset:SECONDARY> rs.slaveOk()
first_replset:SECONDARY> db.test_table.find()
{ "_id" : ObjectId("582abba066fdf9fae28a1ba7"), "id" : 1 }

〇 failover測試

此時情況:
187：PRIAMRY
186、188：SECONDARY

停掉PRIAMRY:

first_replset:PRIMARY> use admin
switched to db admin
first_replset:PRIMARY> db.shutdownServer()
server should be down...
2016-11-15T16:31:25.921+0800 I NETWORK [thread1] trying reconnect to 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed
2016-11-15T16:31:27.299+0800 I NETWORK [thread1] Socket recv() errno:104 Connection reset by peer 127.0.0.1:27017
2016-11-15T16:31:27.299+0800 I NETWORK [thread1] SocketException: remote: (NONE):0 error: 9001 socket exception [RECV_ERROR] server [127.0.0.1:27017]
2016-11-15T16:31:27.299+0800 I NETWORK [thread1] reconnect 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed failed
2016-11-15T16:31:27.302+0800 I NETWORK [thread1] trying reconnect to 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed
2016-11-15T16:31:27.302+0800 W NETWORK [thread1] Failed to connect to 127.0.0.1:27017, reason: errno:111 Connection refused
2016-11-15T16:31:27.302+0800 I NETWORK [thread1] reconnect 127.0.0.1:27017 (127.0.0.1) failed failed
>

(原SECONDARY)188上查到，此時188已經為PRIMARY了。

first_replset:PRIMARY> rs.status()
{
"set" : "first_replset",
"date" : ISODate("2016-11-15T16:31:45.773Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(2),
"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),
"members" : [
{
"_id" : 1,
"name" : "192.168.1.186:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
……………………
},
{
"_id" : 2,
"name" : "192.168.1.187:27017",
"health" : 0,
"state" : 8,
"stateStr" : "(not reachable/healthy)",
……………………
},
{
"_id" : 3,
"name" : "192.168.1.188:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
……………………
}
],
"ok" : 1
}

〇在副本集中新增一個屬性為Arbiter的成員
當然此處只做新增實踐，實際上並不建議在Secondary-Primary-Secondary的結構上再多一個Arbiter成員形成偶數個節點。
文件寫到：

Only add an arbiter to sets with even numbers of voting members.
If you add an arbiter to a set with an odd number of voting members, the set may suffer from tied elections.

在192.168.1.185(另一臺)上啟動一個mongod例項：

mkdir -p /data/arb
mongod --dbpath=/data/arb/ --logpath=/data/arb/mongo.log --fork --replSet=first_replset

在failover後的PRIMARY節點新增Arbiter

first_replset:PRIMARY> rs.addArb("192.168.1.185:27017")
{ "ok" : 1 }
first_replset:PRIMARY> rs.status()
……………………
{
"_id" : 4,
"name" : "192.168.1.185:27017",
"health" : 1,
"state" : 7,
"stateStr" : "ARBITER",
……………………
}
……………………

此時回到arbiter的mongo shell，發現正如文件所說，arbiter是不會存有副本集中資料的。

first_replset:ARBITER> rs.slaveOk()
first_replset:ARBITER> use test;
switched to db test
first_replset:ARBITER> show tables;
first_replset:ARBITER> db.test_table.find();
Error: error: { "ok" : 0, "errmsg" : "node is recovering", "code" : 13436 }

〇參考文件：
Replication > Replica Set Tutorials > Replica Set Deployment Tutorials
Reference > mongo Shell Methods > Replication Methods

【MongoDB】高可用方案之副本集(Replica Set)

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