MongoDB两地三中心集群架构设计、全球多写集群架构设计

文章目录

• 高级集群架构设计
• • 两地三中心集群架构设计
  • • 容灾级别
    • 两地三中心方案：复制集跨中心部署
    • 两地三中心部署的考量点
  • 两地三中心复制集搭建
  • • 环境准备
    • 整体架构
    • 配置域名解析
    • 启动5个 MongoDB 实例
    • 初始化复制集
    • 配置选举优先级
    • 启动持续写脚本（每2秒写一条记录）
    • 测试结果
    • 总结
  • 全球多写集群架构设计

高级集群架构设计

两地三中心集群架构设计

容灾级别

RPO&RTO

RPO（Recovery Point Objective）：即数据恢复点目标，主要指的是业务系统所能容忍的数据丢失量。

RTO（Recovery Time Objective）：即恢复时间目标，主要指的是所能容忍的业务停止服务的最长时间，也就是从灾难发生到业务系统恢复服务功能所需要的最短时间周期。

两地三中心方案：复制集跨中心部署

processon在线图

双中心双活＋异地热备=两地三中心

两地三中心部署的考量点

• 节点数量建议要5个，2+2+1模式

• 主数据中心的两个节点要设置高一点的优先级，减少跨中心换主节点

• 同城双中心之间的网络要保证低延迟和频宽，满足 writeConcern: Majority 的双中心写需求

• 使用 Retryable Writes and Retryable Reads 来保证零下线时间

• 用户需要自行处理好业务层的双中心切换

两地三中心复制集搭建

环境准备

• 3台Linux虚拟机，准备MongoDB环境，配置环境变量。
• 一定要版本一致（重点）

整体架构

配置域名解析

在3台虚拟机上分别执行以下3条命令，注意替换实际IP地址

echo "192.168.65.97  mongo1 mongo01.com mongo02.com" >> /etc/hosts
echo "192.168.65.190 mongo2 mongo03.com mongo04.com" >> /etc/hosts
echo "192.168.65.200 mongo3 mongo05.com " >> /etc/hosts

启动5个 MongoDB 实例

在mongo1上执行以下命令

mkdir -p /data/member1/db  /data/member1/log /data/member2/db  /data/member2/log
mongod --dbpath /data/member1/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10001 --fork --logpath /data/member1/log/member1.log
mongod --dbpath /data/member2/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10002 --fork --logpath /data/member2/log/member2.log

在mongo2上执行以下命令

mkdir -p /data/member3/db  /data/member3/log /data/member4/db  /data/member4/log
mongod --dbpath /data/member3/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10001 --fork --logpath /data/member3/log/member3.log
mongod --dbpath /data/member4/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10002 --fork --logpath /data/member4/log/member4.log

在mongo3上执行以下命令

mkdir -p /data/member5/db  /data/member5/log
mongod --dbpath /data/member5/db --replSet demo --bind_ip 0.0.0.0 --port 10001 --fork --logpath /data/member5/log/member5.log

初始化复制集

[root@localhost mongodb]# mongosh mongo01.com:10001

# 初始化复制集
rs.initiate({
    "_id" : "demo",
    "version" : 1,
    "members" : [
        { "_id" : 0, "host" : "mongo01.com:10001" },
        { "_id" : 1, "host" : "mongo02.com:10002" },
        { "_id" : 2, "host" : "mongo03.com:10001" },
       { "_id" : 3, "host" : "mongo04.com:10002" },
       { "_id" : 4, "host" : "mongo05.com:10001" }
    ]
})

#查看复制集状态
rs.status()

配置选举优先级

把mongo1上的2个实例的选举优先级调高为5和10（默认为1），给主数据中心更高的优先级

mongosh mongo01.com:10001
conf = rs.conf()
conf.members[0].priority = 5
conf.members[1].priority = 10
rs.reconfig(conf)

启动持续写脚本（每2秒写一条记录）

在mongo3虚拟机上，执行以下 mongo shell 脚本

#vim ingest-script
db.test.drop()
for(var i=1;i<1000;i++){
    db.test.insert({item: i});
    inserted = db.test.findOne({item: i});
    if(inserted)
        print(" Item "+ i +" was inserted " + new Date().getTime()/1000);
    else
        print("Unexpected "+ inserted)
    sleep(2000);
}

# 使用--retryWrites参数  即使出现数据中心故障，对前端业务没有任何中断 （Retryable Writes 在4.2以后就是默认设置）
mongosh --retryWrites mongodb://mongo01.com:10001,mongo02.com:10002,mongo03.com:10001,mongo04.com:10002,mongo05.com:10001/test?replicaSet=demo ./ingest-script

测试结果

测试： 模拟从数据中心故障

停止mongo2上所有 mongodb 进程，观察mongo3上的写入未受中断

测试：模拟主数据中心故障

停止mongo1上所有 mongodb 进程，观察mongo3上的写入未受中断

总结

• 搭建简单，使用复制集机制，无需第三方软件
• 使用Retryable Writes以后，即使出现数据中心故障，对前端业务没有任何中断 （Retryable Writes 在4.2以后就是默认设置）

全球多写集群架构设计

processon在线图