MongoDB数据库生产案例实践三部曲

作者：北丐。 MongoDB中文社区联席主席，针对MongoDB，MySQL，Redis集群，Oracle，TiDB；有丰富的实践经验和企业级授课经验。

一、MongoDB数据库修改Oplog，

回收空间，升级3.2版本等

1. 目前生产环境现状

(1) 随着业务日益增大，数据量也随之增多，由于历史原因，所有业务DB基本都在一个MongoD实例中；

(2) 随之而来的就是业务访问DB QPS/TPS等压力增大,导致用户业务接口不断超时；

(3) 主机磁盘空间使用比率过大，数据库/集合存碎片比较多；

(4) MongoDB版本为3.2，有一定的WT引擎内存死锁概率，建议升级到3.4版本；

(5) Oplog在高峰期只有3.5分钟可同步数据时间间隔，覆盖后secondary节点成为recovering状态。

2. MongoDB环境<以commuser社区用户集群为例>

(1) 主机配置

16core cpu，128G内存，4TB<自建机房>SDD

(2) MongoDB架构

192.168.111.4:28010主

192.168.111.5:28010从

192.168.111.6:28010从

1主+两从复制集模式(业务读,大数据拉取数据)

(3) 数据库现状

user:PRIMARY> show dbs;

msg_user 816.698GB

comm_user 1721.887GB

video_user 1315.534GB

(4) Oplog大小

a. 由于mongodb oplog是封顶集合，即固定大小；基于历史原因，oplog设置为1GB；

b. 存在的风险：比如3节点副本集，一主两从，如果oplog在高峰期，主库dml相当频繁，覆盖了oplog日志信息，而secondary节点<如上Oplog只有3分32秒时间>没有接收到，则secondary状态则会成为recovering状态，不可对外提供读服务；

c. 或者secondary节点在高峰期down，3分钟修复不好，则成为recovering状态

(5) 综合考量如上

a. 垂直拆分DB，降低集群的qps/tps，缓解业务访问DB产生资源竞争导致接口超时；

b. 以添加3.4版本副本集:同步数据，修改参数中Oplog大小;

3. 添加3.4版本隐藏副本节点

(1) 登陆主库111.5

(2) 执行添加命令

rs.add({_id:121,host:"192.168.111.7:28010", priority:0,hidden:true})

参数配置参考<MongoDB的设计规范http://www.mongoing.com/archives/25695>

(3) 为什么不添加3.2 mongo版本，而是添加了3.4mongo版本

• 最主要原因：提升全量同步

a. 在拷贝数据的时候同时建立所有的索引，在之前的版本，拷数据时会先建立_id索引，其余的索引在数据拷贝完之后集中建立

b. 在拷贝数据的同时，会把同步源上新产生的oplog拉取到本地local数据库的临时集合存储着，等数据全量拷贝完，直接读取本地临时集合的 oplog来应用，提升了追增量的效率，同时也避免了同步源上 oplog不足导致无法同步的问题；

c. 3.4版本的全量同步性能约有 20%的提升，如果数据集很大，并且在同步的过程中有写入，提升的效果会更明显，并且彻底解决了因同步源oplog不足而导致进入RECOVERING状态无法同步的问题

4. 升级副本集主从节点

(1) 192.168.111.6:28010从库操作

a. 先挂载一个4tb存储磁盘

b. 将该节点设置为隐藏节点

cfg =rs.conf() #数组下标从0开始

cfg.members[2].priority= 0

cfg.members[2].hidden= true

rs.reconfig(cfg)

c. 使用mongostat观察是否还有读

query基本为0即可

d. 将192.168.111.7shutdown后，copy数据到111.6

数据copy完后；

切记：先将111.7起来，不然集群中4个节点，在替换111.6数据时会发生主选举失败；

e. 然后111.6 shutdown，使用3.4新版本启动即可<参数指定到新目录>

f. 大概10分钟左右，将该节点设置为非隐藏状态

cfg = rs.conf() #数组下标从0开始

cfg.members[2].priority = 10

cfg.members[2].hidden = false

rs.reconfig(cfg)

(2) 192.168.111.5:28010从库升级参考(1)即可

主要是cfg = rs.conf()获取的下标数据不一样

(3) 最后升级192.168.111.4:28010主库

a. 选择在业务低峰期执行<强烈建议>

b. 首先将其中一台从库提升为主库:192.168.111.6:28010

使用调整优先级来进行的，比如主库优先级是100，将从库设置如下

cfg = rs.conf() #数组下标从0开始

cfg.members[2].priority = 156

rs.reconfig(cfg)

c. 然后将192.168.111.4:28010设置为隐藏节点

cfg = rs.conf() #数组下标从0开始

cfg.members[0].priority = 0

cfg.members[0].hidden = true

rs.reconfig(cfg)

d. 111.7 shutdown后，copy数据到111.4

e. 启动111.4

f. 将111.4设置为非隐藏节点

cfg = rs.conf() #数组下标从0开始

cfg.members[0].priority = 10

cfg.members[0].hidden = false

rs.reconfig(cfg)

运行10分钟左右看看访问情况

g. 将111.4切换为主库

cfg = rs.conf() #数组下标从0开始

cfg.members[0].priority = 356

rs.reconfig(cfg)

5. 注意说明

(1) 添加新节点111.7的时候，参数文件中Oplog设置为50G

(2) 同步数据时将journal设置为false，完了之后，修改为true

(3) 升级到3.4版本后，登陆集群中每台查询,oplog大小

user:PRIMARY>db.printReplicationInfo()

configured oplog size: 50240MB

(4) MongoDB数据库空间大小《同时回收的DB空间》

user:PRIMARY>show dbs;

msg_user 645.213GB

comm_user 1319.731GB

video_user 997.298GB

6. 修改MongoDB架构

在原来基础上，192.168.111.7为隐藏节点<为大数据使用>；

添加了一个延迟节点111.8<数据恢复使用>

将变成5个节点的副本集<建议为奇数，如果不添加延迟节点，也有添加一个仲裁节点>

二、 MongoDB数据库迁移

- 副本集名称修改

1. 目标将核心数据库comm_user迁移到新环境

集群规划：

192.168.111.14:28010主

192.168.111.15:28010从

192.168.111.16:28010从

192.168.111.17:28010隐藏

192.168.111.18:28010延迟

主机配置 16c 128g内存 4tb ssd

2. 具体操作如下

(1) 在111.4主节点添加隐藏节点192.168.111.14:28010

a. 将192.168.111.7数据copu到111.14主机，并启动mongod进程

b. 在111.4添加

rs.add({_id:128, host:"192.168.111.14:28010",priority:0,hidden:true})

c. 建议在晚上业务低峰期执行

(2) 提升192.168.111.14:28010为主节点

保障192.168.111.14:28010在集群中的状态为SECONDARY

(3) 在111.4上执行remove操作

rs.remove(“192.168.111.14:28010”)

(4) 登陆111.14提升为主

#/usr/local/mongodb-linux-x86_64-3.4.20/bin/mongo192.168.111.14:28010/admin
user:OTHER>db.auth('admin','。。。') #认证
1
user:OTHER>cfg={_id:"user",members:[{_id:1,host:"192.168.111.14:28010",priority:136}]} 
user:OTHER>rs.reconfig(cfg,{force:true});
{"ok" : 1 }
klian:SECONDARY>
user:PRIMARY> rs.status()

注意：初始化 和之前的集群名称一样

3. 将副本集名称从user修改为comm_user

(1) 3.4版本使用admin账号操作local数据库需要授权如下角色

user:PRIMARY> db.createRole({role:'sysadmin',roles:[],privileges:[ {resource:{anyResource:true},actions:['anyAction']}]})

user:PRIMARY> db.grantRolesToUser( "admin" , [{ role: "sysadmin", db: "admin" } ])

否则："errmsg" : "not authorized on local toexecute command ……

(2) 在local库中修改副本集相关信息

a. 登陆192.168.111.14:28010

b. use local

c. user:PRIMARY>db.system.replset.findOne()

{

"_id" : "user",

……

d. user:PRIMARY>db.system.replset.findOne()

e. user:PRIMARY> var doc = db.system.replset.findOne()

f. user:PRIMARY> doc._id = "commUser"

commUser

g. user:PRIMARY>db.system.replset.save(doc)

WriteResult({ "nMatched" : 0,"nUpserted" : 1, "nModified" : 0, "_id" :"commUser" })

h. user:PRIMARY>db.system.replset.find().pretty()

{

"_id" :"user",

……

}

{

"_id" :"commUser",

……

}

删除旧的副本集名称

user:PRIMARY>db.system.replset.remove({_id:'user'})

WriteResult({ "nRemoved" : 1 })

(3) 修改参数文件中副本集名称

#/usr/local/mongodb-linux-x86_64-3.4.20/bin/mongod-f/data/etc/user.conf –shutdown

# vim/data/etc/user.conf

修改

replication:

replSetName:commUser

/usr/local/mongodb-linux-x86_64-3.4.20/bin/mongod-f/data/etc/user.conf –启动

(4) 登陆192.168.111.14:28010查看即可

(5) 陆续将其他节点添加到该集群中

rs.add({_id:128, host:"192.168.111.15:28010",priority:0,hidden:true})

rs.add({_id:128, host:"192.168.111.16:28010",priority:0,hidden:true})

rs.add({_id:128, host:"192.168.111.17:28010",priority:0,hidden:true})

rs.add({_id:128, host:"192.168.111.18:28010",priority:0,hidden:true})

a. 将15/16成为secondary状态后，修改为非隐藏节点

cfg = rs.conf()

cfg.members[1].priority= 10

cfg.members[1].hidden= false

rs.reconfig(cfg)

b. 将111.18成为secondary状态后，修改为隐藏延迟节点

cfg =rs.conf()

cfg.members[4].priority = 0

cfg.members[4].hidden = true

cfg.members[4].slaveDelay = 18000

rs.reconfig(cfg)

4. 业务修改连接DB IP和副本集名称

5. 说明：

(1) 在迁移数据库，将111.14提升为主，我们使用了6秒时间完成操作

a. DB操作的命令要准备好

b. 业务提前修改好新集群的IP+port,直接重启服务

(2) 在之前老的集群111.4中，将连接comm_user数据库的用户名密码修改

a. 登陆111.4:28010

b. 修改密码

use comm_user

db.changeUserPassword(comm_user,' comm_user20190090');

(3) 在随后没有如果业务不出问题，则可将老的集群中comm_userDB删除

三、MongoDB版本升级版本<3.4~3.6>

1. 参考如下文章

升级到3.6参数https://docs.mongodb.com/manual/release-notes/3.6-upgrade-replica-set/

2. 登陆192.168.111.14:28010操作如下

commUser:PRIMARY>db.adminCommand( { setFeatureCompatibilityVersion : "3.4" } )

{"ok" : 1 }

commUser:PRIMARY>db.adminCommand( { getParameter: 1, featureCompatibilityVersion: 1 } )

{ "featureCompatibilityVersion" :"3.4", "ok" : 1 }

(1) Shutdown

# /usr/local/mongodb-linux-x86_64-3.4.20/bin/mongod -f/data/home/db/user.conf –shutdown

(2) 使用3.6版本启动

#/usr/local/mongodb-linux-x86_64-3.6.13/bin/mongod -f /data/home/db/user.conf

(3) 登陆到14mongo实例

commUser:PRIMARY>db.adminCommand( { getParameter: 1, featureCompatibilityVersion: 1 } )

{"featureCompatibilityVersion" : { "version" :"3.4" }, "ok" : 1 }

commUser:PRIMARY>db.adminCommand( { setFeatureCompatibilityVersion : "3.6" } )

{ "ok" : 1,"operationTime" : Timestamp(1561358793, 12) }

(4) 查看版本

use admin

commUser:PRIMARY>db.system.version.find()

{"_id" : "authSchema", "currentVersion" : 5 }

{ "_id" :"featureCompatibilityVersion", "version" : "3.6"}

(5) 进入local数据库

commUser:PRIMARY>use local

switchedto db local

commUser:PRIMARY>show tables;

me

oplog.rs

replset.minvalid

replset.oplogTruncateAfterPoint

startup_log

system.profile

system.replset

system.rollback.id

比3.4版本多了几个集合

3. 说明

(1) 如上只是一个升级主库的案例；

(2) 事实上，先升级secondary，将该节点设置为隐藏节点，没有query后，在操作，基本不影响业务操作；

(3) 然后再升级主库，当然会将某个secondary提升为主库，在主从切换时，会有大概1~5秒的影响；

(4) 从3.2升级到3.4是因为需要回收空间，在线添加节点是最有效的方式；

(5) 如果不回收空间等其他操作，从3.4升级到3.6只需要按照官网操作即可。