MongoDB数据库-生产案例实践--三部曲

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/mongo 192.168.111.14:28010/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 to execute 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_user DB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
switched to 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。

关于作者：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。