Terapkan Set Replika Dengan Ketersediaan Tinggi di MongoDB 3.4 Menggunakan Keyfile untuk Kawalan Akses pada Ubuntu 16.04

• Mengenai Set Replika
• Prasyarat
• Reka set Replika
• Arahan penggunaan
• Kesimpulannya

Sejak dibentuk pada tahun 2009 MongoDB telah menerajui industri NoSQL. Salah satu konsep utama MongoDB adalah Replica Set, jadi sebelum bekerja dengannya mari kita mengulas konsepnya.

Mengenai Set Replika

Model komunikasi termudah yang digunakan dalam replikasi pangkalan data adalah seni bina Master-Slave. Seperti namanya model ini mempunyai 2 peranan yang tersebar dalam master yang unik dan banyak hamba, peranan master adalah untuk memproses operasi membaca dan menulis yang dilakukan oleh klien dan hamba dianggap sebagai replika master.

Kelebihan yang paling penting dari model ini adalah bahawa prestasi master tidak terganggu oleh operasi sandaran, operasi sandaran dilakukan dengan cara yang tidak segerak dan ini boleh menjadi masalah serius apabila nod induk gagal. Node hamba hanya boleh dibaca dan mereka harus dipromosikan secara manual ke nod induk, jadi pada masa ini ada kemungkinan kehilangan data.

Salah satu pilihan untuk menyelesaikan masalah ketersediaan adalah mempunyai lebih daripada satu master dalam seni bina, tetapi ini boleh menyebabkan masalah lain dalam konsistensi data antara keadaan tersebut dan kerumitan konfigurasi yang ditambahkan.

Dengan konteks yang diberikan, kita dapat menyajikan teknologi Replica Set dari MongoDB. Replika Set adalah nama seni bina Master-Slave yang mempunyai failover automatik, jadi pada saat primarysimpul master (yang sekarang dinamakan ) gagal berfungsi dengan baik, electionakan menjadi pencetus dan simpul utama baru akan dipilih dari baki hamba ( disebut sekarang sebagai secondaries).

Simpul utama

Node utama adalah satu-satunya yang melakukan operasi tulis, secara operasi operasi baca secara lalai dikendalikan oleh primer juga tetapi tingkah laku ini dapat diubah kemudian.

Operasi direkodkan ke dalam oplog(log operasi), kemudian nod sekunder mengemas kini kandungannya secara asinkron berdasarkan kandunganoplog

Catatan: oplogadalah koleksi tertutup, ini bermaksud bahawa koleksi itu ada hadnya, dengan local.oplog.rsanda dapat memeriksa isi koleksi ini di dalam cangkang mongo di mana-mana anggota set.

Nod sekunder

Selain menjadi orang yang membuat sandaran pangkalan data yang betul, simpul sekunder mempunyai peranan berikut:

• Boleh menerima operasi baca sekiranya diperlukan.
• Boleh mencetuskan pilihan raya jika simpul utama gagal.
• Boleh mengundi dalam pilihan raya.
• Boleh menjadi sekolah rendah baru sekiranya diperlukan.

Berkat ciri-ciri ini, kita boleh mempunyai pelbagai jenis nod sekunder:

• Keutamaan 0 : Node ini tidak dapat menjadi primarydan tidak dapat memicu pilihan raya, tetap saja mereka dapat memilih dalam pilihan raya, memiliki replika lengkap dan dapat menerima operasi baca. Ini dapat membantu dalam penyebaran pusat data.
• Tersembunyi : Ini adalah Priority 0ahli, tetapi lebih-lebih lagi mereka tidak dapat memproses operasi membaca. Mereka boleh memilih jika perlu. Tugas yang disukai untuk anggota ini adalah pelaporan dan cadangan.
• Tertunda : Node ini bertanggungjawab untuk "data sejarah" dengan ditangguhkan dengan beberapa unit pada waktunya. Anggota yang tertangguh mestilah priority 0simpul, dan disarankan juga mereka menjadi hiddenahli.

Prasyarat

• Ketersediaan untuk menjalankan minimum 3 contoh Ubuntu 16.04 x64 dengan ukuran pelayan yang sama.

Reka set Replika

Sebelum menggunakan infrastruktur, penting untuk merancangnya, dan ada perkara yang perlu dipertimbangkan dalam reka bentuk ini.

Memilih bilangan ahli

Perlu diingat bahawa bilangan elemen minimum untuk membina set Replika adalah 3. Anda boleh mencampurkan tiga jenis nod dengan minimum satu nod primer dan satu sekunder.

Dalam panduan ini kami menggunakan 3 anggota, satu sekolah menengah utama dan dua standard.

Catatan: Adalah disyorkan untuk mempunyai bilangan maksimum 7 anggota pengundi dengan gabungan penimbang tara dan anggota sekunder.

Pilih nama

Nama itu hanya untuk rujukan tetapi anda menggunakannya dalam konfigurasi set. Perlu diingat bahawa anda boleh memiliki lebih dari satu set Replika di persekitaran pengeluaran anda, jadi jangan mengabaikan nama set anda.

Tutorial ini mendorong pengguna untuk memilih nama set.

Pembahagian anggota di pusat data yang berbeza

Tutorial ini mencadangkan untuk menggunakan pusat data yang sama sehingga anda dapat mengelakkan masalah komunikasi.

Catatan: Sekiranya digunakan di pusat data yang berbeza, disarankan untuk menyelimuti nod anda dengan VPN

Arahan penggunaan

Langkah 1: Gunakan node minimum untuk infrastruktur anda

Lancarkan 3 nod Ubuntu 16.04 x64; di rantau yang sama dari portal pelanggan anda, jika boleh. Jangan lupa untuk menamakannya sesuai dengan jenis projek yang anda hadapi dan pastikan mempunyai saiz pelayan yang sama di semua nod ini.

Setelah menggunakan 3 nod anda, anda harus memastikan bahawa setiap nod boleh bercakap dengan yang lain. Anda perlu memasukkan dua nod dan menghubungi yang lain menggunakan ping -c 4 EXAMPLE_IP. Tukar EXAMPLE_IPke IP sebenar nod anda.

Di sini anda dapat melihat contoh komunikasi yang berjaya antara dua nod.

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

Langkah 2: Pasang MongoDB di setiap nod infrastruktur anda

Secara amnya anda boleh menggunakan pakej MongoDB Ubuntu, tetapi lebih baik menggunakan repo komuniti rasmi kerana selalu terkini. Repo ini mengandungi pakej-pakej ini:

• mongodb-org , pakej kumpulan yang merangkumi empat komponen.
• mongodb-org-server , ini mengandungi mongoddaemon (proses utama yang menangani permintaan data).
• mongodb-org-mongos , ini mengandungi mongosdaemon (perkhidmatan penghalaan untuk penggunaan bersama).
• mongodb-org-shell , ini adalah mongo shellantara muka JavaScript.
• mongodb-org-alat , beberapa alat untuk aktiviti pentadbiran.

Teruskan memasang pakej.

Import kunci awam ke sistem pengurusan pakej.

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

Buat fail senarai untuk MongoDB '/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

Kemas kini pangkalan data pakej.

sudo apt-get update

Pasang metapackage MongoDB.

sudo apt-get install -y mongodb-org

Mulakan perkhidmatan MongoDB.

sudo service mongod start

Sekarang anda boleh membuka mongo shellsesi bash mana pun. Untuk melakukan ini, anda harus menggunakan mongoarahan. Anda akan disambut oleh sesuatu yang serupa dengan ini.

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*
>

Jangan lupa untuk mematikan perkhidmatan dengan sudo service mongod stop, kerana kemudian kita akan memulakan mongodsemula dengan beberapa parameter. Ulangi proses ini di semua 3 nod set.

Langkah 3: Konfigurasikan fail kunci akses

Menggunakan keyfile memaksa dua konsep dalam pentadbiran Replika Set. Yang pertama adalah Internal Authentication. Secara lalai, anda boleh memulakan mongo shellsesi tanpa menggunakan pengguna dan sesi ini akan mempunyai kawalan penuh terhadap pangkalan data, tetapi apabila anda menggunakan keyfile untuk pengesahan, mongo shellsesi anda akan mencapai keadaan yang disebut localhost exception. Keadaan ini hanya membolehkan anda membuat pengguna pentadbir dan set Replika. Konsep kedua adalah Role-Based Access Control, atau dengan kata lain kebenaran. Ini dikuatkuasakan untuk mengatur tahap pentadbiran ke set Replika.

Buat fail utama anda

File key adalah kata laluan untuk digunakan dalam set, kata laluan ini mesti sama pada semua anggota set. Untuk meningkatkan keselamatan, penting untuk menggunakan kunci rawak dengan alat pilihan anda.

Kandungan mestilah panjang antara 6 dan 1064 aksara. Anda juga mesti menetapkan read onlykebenaran untuk keyfile.

chmod 400 PATH_OF_YOUR_KEYFILE

Letakkan fail kunci di setiap anggota set

Sekarang salin filefile anda ke setiap anggota set, sila gunakan folder yang konsisten untuk rujukan masa depan, dan jangan simpan di dalam media yang boleh ditanggalkan.

Gunakan juga folder untuk fail yang mongodboleh diakses.

Terapkan menggunakan keyfile dalam set Replika

Dalam langkah ini, kita perlu memulakan mongod daemon setiap anggota set . Terdapat dua cara untuk memulakan mongodproses: menggunakan fail konfigurasi atau menggunakan baris perintah. Kedua-duanya adalah kaedah yang cukup mudah, tetapi hanya untuk kesederhanaan, tutorial ini menggunakan versi baris perintah.

Konfigurasi baris perintah

Gunakan nama yang anda pilih sebelumnya dalam arahan ini.

mongod --keyFile PATH_OF_YOUR_KEYFILE --replSet "YOUR_SET_NAME"

Secara lalai mongodtidak berjalan sebagai daemon. Anda perlu menggunakan --forkparameter atau menggunakannya upstartuntuk menjalankannya sepenuhnya sebagai daemon. Dalam tutorial ini kami tidak menggalakkan menjalankan mongodsebagai daemon sehingga anda dapat melihat log masuk ke terminal anda secara langsung.

Catatan: Ketik nama set Replika dengan berhati-hati kerana setelah dibuat anda tidak dapat mengubahnya.

Langkah 4: Sambungkan ke antara muka localhost dari salah satu anggota set

Catatan: Sekiranya anda menjalankan mongodproses bukan daemon, anda perlu membuka sambungan ssh yang lain untuk terus berfungsi.

Anda mesti menggunakan mongoarahan untuk membuka mongo shell. Ini boleh dilakukan di mana-mana anggota set.

Pada masa ini kita berada dalam keadaan yang disebut localhost exception. Apabila file key digunakan untuk mengatur mongodproses, anda wajib membuat pentadbir pangkalan data sebelum anda dapat menerapkan operasi baca-tulis, tetapi kami akan membahasnya nanti.

Langkah 5: Memulakan set Replika

Ini adalah bahagian yang halus, kita menggunakan perintah rs.initiate()di dalam mongo shellLangkah 4. sebelum menggunakan perintah ini mari kita menyemaknya.

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

_idMedan pertama adalah rentetan dan mesti sepadan dengan rentetan --replSetyang dilewati sebelumnya mongod. Juga, setiap nilai hostmesti berupa ip atau nama domain setiap anggota set Replika. Jangan lupa tambahkan port yang digunakan mongo pada setiap anggota.

Sekarang saatnya untuk melaksanakan perintah dengan data Anda di atasnya, ini akan memicu election, kemudian yang utama akan dipilih secara automatik.

Di sini anda harus perhatikan bahawa kursor shell anda telah berubah menjadi YOUR_SET_NAME:PRIMARY>atau YOUR_SET_NAME:SECONDARY. Ini bererti bahawa membuat satu set berjaya.

Untuk terus bekerja, anda mesti mencari primary, jika anda tidak melakukannya sudah tentu. Gunakan rs.status()perintah untuk menunjukkan maklumat set Replika dan cari primary. Anda mencari harta tanah "stateStr" : "PRIMARY".

Langkah 6: Membuat pentadbir

Setelah anda mencari primary, masukkan mongo shelldan jalankan perintah seterusnya menggunakan data anda.

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

Yang admin = db.getSiblingDB("admin")sebahagian membolehkan kita menulis ke dalam admindari pangkalan data yang berbeza. Ini membuat alias yang dipanggil admin, jadi kita boleh melaksanakan perintah menggunakannya.

Sekiranya operasi berjaya, anda akan mendapat pemberitahuan bahawa pengguna telah ditambahkan.

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

Pada ketika ini, kita hanya mempunyai pentadbir untuk semua pelayan, tetapi mempunyai set Replika memaksa kita untuk memiliki pengguna dengan clusterAdminperanan tersebut. Kami akan membuat pengguna lain dengan hanya peranan itu untuk memisahkan kebimbangan.

Langkah 7: Mengesahkan sebagai pentadbir

Kami telah mencapai had localhost exception, itulah sebabnya kita harus menukar pengesahan kepada pengguna yang dibuat satu langkah sebelumnya.

Anda boleh menukar pengguna di dalam mongo shelldengan yang berikut.

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

Sekiranya anda belum tersambung dengan mongo shellpenggunaan perintah ini.

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

Anda akan diberitahu tentang perubahan pengguna, dan anda boleh pergi ke langkah seterusnya.

Langkah 8: Membuat master cluster

The clusterAdminperanan memberi kawalan penuh pengguna bagi set replika itu. Membuatnya semudah membuat pengguna admin.

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

Perhatikan bahawa kali ini peranan diubah menjadiclusterAdmin .

Langkah 9: Memasukkan data ke dalam set Replika

Pada masa ini kami mempunyai 2 pengguna pentadbir: satu yang mempunyai kawalan penuh terhadap pelayan dan yang lain yang mempunyai akses ke tugas-tugas pentadbiran pada set Replika. Namun, kita kekurangan pengguna yang memiliki akses untuk "menggunakan" pangkalan data, Oleh itu, kita akan membuat pengguna itu sekarang.

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

Perhatikan saat ini kita mengubah dbbagian, di sana kita meletakkan pangkalan data yang dapat diakses oleh pengguna, dalam hal ini kita menggunakan pangkalan data bernama cars.

Pangkalan data belum dibuat. Untuk melakukannya, anda perlu menaip beberapa arahan untuk membuatnya secara tersirat. Tukar ke carspangkalan data.

use cars

Anda akan mendapat pemberitahuan: switched to db cars.

Pangkalan data masih belum dibuat, untuk melakukannya anda perlu menulis sesuatu kepadanya. Kami menggunakan contoh berikut.

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

Kali ini anda akan diberitahu dengan WriteResult({ "nInserted" : 1 }).

Sekiranya anda mahu, anda boleh mengambil semua objek dalam pangkalan data, dengan find()kaedah:

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

Perhatikan bahawa _idakan berbeza dalam output anda, tetapi data lain harus sama. Dengan masa yang cukup, data ini akan ditiru kepada anggota yang lain.

Kesimpulannya

Membuat Replika Set boleh menjadi sukar pada mulanya kerana terdapat banyak maklumat untuk difahami, tetapi setelah anda mendapat idea di belakangnya, Anda dapat menyebarkannya dengan mudah, jadi jangan menyerah jika anda tidak dapat menangkapnya pada kali pertama. Perlu diingat bahawa set Replika penting dalam pentadbiran MongoDB kerana membuka kemungkinan untuk menambahkan ciri-ciri canggih seperti Load Balancing.