MongoDB副本集的部署与操作

一、实验综述
1、实验目的及要求
（1）了解MongoDB副本集
（2）熟悉MongoDB副本集成员
（3）掌握MongoDB副本集部署
（4）掌握MongoDB副本集操作
（5）理解副本集机制
实验过程：
（1）通过三台虚拟机部署官方推荐方案的副本集，该副本集包含一个主节点和两个副本节点，三台虚拟机的创建可参考本书资源中提供的环境配置文档，副本集各服务器的基本信息及角色分配如下表。
虚拟机名称 IP地址成员角色主机名
NoSQL_01 192.168.121.134 主节点 nosql01
NoSQL_02 192.168.121.135 副本节点 nosql02
NoSQL_03 192.168.121.136 副本节点 nosql03
（2）副本集环境准备、安装与启动（参考教材安装过程）
（3）副本集初始化
（4）查看副本集成员状态
（5）同步副本集
①在副本集主节点写入数据：进入服务器nosql01（副本集主节点）中MongoDB的bin目录；登陆MongoDB客户端；切换到test数据库；创建集合user并插入一条文档；查看文档是否写入成功；
②在副本节点验证数据是否同步成功：进入服务器nosql02（副本集副本节点）中MongoDB的bin目录；登陆MongoDB客户端；切换到test数据库；查看文档是否写入成功；开启副本节点读取权限；
（6）故障转移
查看MongoDB服务运行的进程；关闭MongoDB服务进程；登陆服务器nosql02和nosql03的客户端，验证这两个副本节点中是否有其中的一个节点转为主节点；
（7）配置副本集成员
①获取副本集成员配置信息：进入服务器nosql02中MongoDB的bin目录；登录MongoDB客户端；将副本集成员信息赋值到变量cfg中；
②调整副本集成员的优先级：将“_id”为0的副本节点（即服务器nosql01）优先级值由1改为2；将调整副本集成员优先级的操作应用到副本集；
③配置隐藏节点：在服务器nosql01中MongoDB的bin目录下登录MongoDB客户端；将副本集配置信息赋值到变量cfg；设置服务器nosql02中副本节点的优先级为0；设置服务器nosql02中副本节点为隐藏节点；将调整副本集成员的操作应用到副本集；
④配置延迟节点：将副本集配置信息赋值到变量cfg；设置服务器nosql03中副本节点的优先级为0；设置服务器nosql03中副本节点为隐藏节点；设置延迟时间为3600秒；将调整副本集成员的操作应用到副本集；
⑤配置副本集成员投票权：在服务器nosql01中MongoDB的bin目录下登录MongoDB客户端；将副本集配置信息赋值到变量cfg；设置服务器nosql02中隐藏节点的投票权设置为0，即不可投票；将调整副本集成员的操作应用到副本集；
⑥将副本节点转为仲裁节点：在服务器nosql01中MongoDB的bin目录下登录MongoDB客户端；将副本集配置信息赋值到变量cfg；移除服务器nosql02中的隐藏节点；在服务器nosql02上退出MongoDB客户端并关闭MongoDB进程，备份MongoDB数据存放目录；在服务器nosql02上创建一个新的MongoDB数据存放目录，并以该目录为数据存放目录在MongoDB的bin目录下重新启动MongoDB；在副本集主节点（服务器nosql01）将该服务器nosql02中的MongoDB以仲裁节点的角色添加到副本集中。

认真完成实验题，能正确运行，提交实验报告并上传程序，实验报告要求写出操作步骤、结果、问题、解决方法、体会等。
2、实验仪器、设备或软件
计算机、Linux、VMvare15pro、Secure CRT、MongoDB4.2相关的操作系统等。
二、实验过程（实验步骤、代码、数据、过程截图）
1.在服务器nosql01上启动MongoDB服务。以副本集模式启动MongoDB。如图2-1所示
代码：

cd /opt/servers/mongodb_demo/replicaset/mongodb/bin
./mongod --replSet itcast \--dbpath=/opt/servers/mongodb_demo/replicaset/data/ \--logpath=/opt/servers/mongodb_demo/replicaset/logs/mongodb.log \--port 27017 --bind_ip nosql01 --logappend -fork

图2-1
2.进入MongoDB的bin目录。登录MongoDB客户端。如图2-2所示：
代码：

cd /opt/servers/mongodb_demo/replicaset/mongodb/bin
./mongo --host nosql01 --port 27017

图2-2

3.在服务器nosql01的MongoDB客户端中执行副本集初始化操作。如图2-3所示：
代码：rs.initiate()

图2-3

4.将服务器nosql04中的MongoDB以副本节点的角色添加到副本集中和服务器nosql05中的MongoDB以副本节点的角色添加到副本集中。如图2-4所示：
代码：

rs.add("nosql04:27017")
rs.add("nosql05:27017")

图2-4

5.查看副本集成员状态信息。如图2-5，2-6所示：
代码：rs.status()

图2-5

图2-6
6.切换到test数据库。创建集合user并插入一条文档。查看文档是否写入成功。如图2-7所示。
代码：

use test
db.user.insert({"name":"bozai"})
db.user.find()

图2-7
7.进入服务器nosql02（副本集副本节点）中MongoDB的bin目录。登陆MongoDB客户端。切换到test数据库。查看文档是否写入成功。开启副本节点读取权限。如图2-8所示。
代码：

cd /opt/servers/mongodb_demo/replicaset/mongodb/bin
./mongo --host nosql02 --port 27017
use test
db.user.find()  //由于副本节点默认没有读取副本集内容权限，因此会报错
rs.slaveOk()  //开启读取权限后再次执行查看文档命令

图2-8
8.在服务器nosql01中关闭MongoDB服务，在此之前需要在MongoDB客户端中执行exit命令退出MongoDB客户端。查看MongoDB服务运行的进程。如图2-9所示。
代码：

Exit
ps -ef | grep mongodb

图2-9
9.登陆服务器nosql04和nosql05的客户端，验证这两个副本节点中是否有其中的一个节点转为主节点（ MongoDB的bin目录）。进入服务器nosql04中MongoDB的bin目录。如图2-10所示。
代码：

./mongo --host nosql04 --port 27017
./mongo --host nosql05 --port 27017
cd /opt/servers/mongodb_demo/replicaset/mongodb/bin
./mongo --host nosql04 --port 27017

图2-10
10.将副本集成员信息赋值到变量cfg中。如图2-11，2-12所示。
代码：cfg=rs.conf()

图2-11

图2-12
11.将“_id”为0的副本节点（即服务器nosql01）优先级值由1改为2。将调整副本集成员优先级的操作应用到副本集。如图2-13所示。
代码：

cfg.members[0].priority = 2
rs.reconfig(cfg)

图2-13
12.在服务器nosql01中MongoDB的bin目录下登录MongoDB客户端。将副本集配置信息赋值到变量cfg。设置服务器nosql02中副本节点的优先级为0。设置服务器nosql02中副本节点为隐藏节点。将调整副本集成员的操作应用到副本集。如图2-14所示。
代码：

./mongo –-host nosql01 –-port 27017
cfg = rs.conf()
cfg.members[1].priority = 0
cfg.members[1].hidden = true
rs.reconfig(cfg)

图2-14
13.将副本集配置信息赋值到变量cfg。设置服务器nosql04中副本节点的优先级为0。设置服务器nosql04中副本节点为隐藏节点。将调整副本集成员的操作应用到副本集。设置延迟时间为3600秒。如图2-15，2-16所示。
代码：

cfg = rs.conf()
cfg.members[2].priority = 0
cfg.members[2].hidden = true
cfg.members[2].slaveDelay = 3600
rs.reconfig(cfg)

图2-15

图2-16
14.将副本集配置信息赋值到变量cfg。设置服务器nosql02中隐藏节点的投票权设置为0，即不可投票。将调整副本集成员的操作应用到副本集。如图2-17所示。
代码：

cfg = rs.conf()
cfg.members[1].votes = 0
rs.reconfig(cfg)

图2-17
15.移除服务器nosql02中的隐藏节点。如图2-18所示。
代码：rs.remove("nosql02:27017")

图2-18
16.在服务器nosql02上创建一个新的MongoDB数据存放目录，并以该目录为数据存放目录在MongoDB的bin目录下重新启动MongoDB。在副本集主节点（服务器nosql01）将该服务器nosql02中的MongoDB以仲裁节点的角色添加到副本集中。如图2-19，2-20所示。

mkdir /opt/servers/mongodb_demo/replicaset/data-new./mongod --replSet itcast \--dbpath=/opt/servers/mongodb_demo/replicaset/data-new\ --logpath=/opt/servers/mongodb_demo/replicaset/logs/mongodb.log \--port 27017 --bind_ip nosql02 --logappend --fork
rs.addArb("nosql02:27017")

图2-19

图2-20

三、结论
分析讨论

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