Docker 搭建集群MongoDB的实现步骤

前言

由于公司业务需要，我们打算自己搭建 mongodb 的服务，因为 mongodb 的云数据库好贵，我们这次采用副本集的方式来搭建集群，三台服务器，一主、一副、一仲裁

基本概念

replica set 副本集：一个副本集就是一组 mongodb 实例组成的集群，由一个主（primary）服务器和多个备份（secondary）服务器构成

• 主节点（master）：主节点接收所有写入操作。主节点将对其数据集所做的所有更改记录到其 oplog。
• 副节点（secondary）：复制主节点的 oplog 并将操作应用到其数据集，如果主节点不可用，一个合格的副节点将被选为新的主节点。
• 仲裁节点（arbiter）：负载选举，当主节点不可用，它将从副节点中选一个作为主节点。

sharding 分片：

master-slave 主备

• mongodb 4.0 以上版本运行时提示：[main] master/slave replication is no longer supported，也就是 mongodb 4.0 后不在支持主从复制

一、环境准备

使用 centos 7.6 64bit 系统，安装 docker、docker-compose、docker-swarm

二、生成 keyfile

• mongodb 使用 keyfile 认证，副本集中的每个 mongodb 实例使用 keyfile 内容作为认证其他成员的共享密码。mongodb 实例只有拥有正确的 keyfile 才可以加入副本集。
• keyfile 的内容必须是 6 到 1024 个字符的长度，且副本集所有成员的 keyfile 内容必须相同。
• 有一点要注意是的：在 unix 系统中，keyfile 必须没有组权限或完全权限（也就是权限要设置成 x00 的形式）。windows 系统中，keyfile 权限没有被检查。
• 可以使用任意方法生成 keyfile。例如，如下操作使用 openssl 生成复杂的随机的 1024 个字符串。然后使用 chmod 修改文件权限，只给文件拥有者提供读权限。
• 这是 mongodb 官方推荐 keyfile 的生成方式：

二、创建跨主机网络

搭建集群我们肯定是跨主机通讯，要搭建 overlay network 网络，我们就要用到 docker swarm 这个工具了。docker swarm 是 docker 内置的集群工具，它能够帮助我们更轻松地将服务部署到 docker daemon 的集群之中。

既然要将 docker 加入到集群，我们就必须先有一个集群，我们在任意一个 docker 实例上都可以通过 docker swarm init 来初始化集群。

在集群初始化后，这个 docker 实例就自动成为了集群的管理节点，而其他 docker 实例可以通过运行这里所打印的 docker swarm join 命令来加入集群。

加入到集群的节点默认为普通节点，如果要以管理节点的身份加入到集群中，我们可以通过 docker swarm join-token 命令来获得管理节点的加入命令。

我们通过这些命令来建立用于我们服务开发的 docker 集群，并将相关开发同事的 docker 加入到这个集群里，就完成了搭建跨主机网络的第一步。

建立跨主机网络

接下来，我们就通过 docker network create 命令来建立 overlay 网络。

在创建 overlay 网络时，我们要加入 --attachable 选项以便不同机器上的 docker 容器能够正常使用到它。

在创建了这个网络之后，我们可以在任何一个加入到集群的 docker 实例上使用 docker network ls 查看一下其下的网络列表。我们会发现这个网络定义已经同步到了所有集群中的节点上。

接下来我们要修改 docker compose 的定义，让它使用这个我们已经定义好的网络，而不是再重新创建网络。

我们只需要在 docker compose 配置文件的网络定义部分，将网络的 external 属性设置为 true，就可以让 docker compose 将其建立的容器都连接到这个不属于 docker compose 的项目上了。

通过这个实现，我们在开发中就使整个服务都处于一个可以使用别名映射网络中，避免了要对不同功能联调时切换服务 ip 的烦琐流程。在这种结构下，我们只需要让我们开发的 docker 退出和加入不同的集群，就能马上做到切换不同联调项目。

二、编写 docker-compose 文件

主节点

副节点

仲裁节点，因为仲裁节点不需要存储数据，他只是用来当主节点挂掉后选举新的主节点，所以不需要密码、映射端口等操作

三、启动容器

接下来我们分别在三台服务器中使用容器编排启动容器

四、配置副本集

进入主节点容器内部

在 mongo shell 里执行：

继续执行：

继续执行，其中 true 表示这个节点是仲裁节点

查看配置

查看状态

五、验证 mongodb 可用性

先进入主节点服务器添加一条数据

在来副节点服务器查看是否已经同步了这条数据

在 secondary 查询时报如下错误：

not master and slaveok=false

这是正常的，因为 secondary 是不允许读写的，如果非要解决，方法如下：

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