副本集简介
Mongodb副本集由一组Mongod实例(进程)组成,包含一个Primary节点和多个Secondary节点,Mongodb Driver(客户端)的所有数据都写入Primary,Secondary从Primary同步写入的数据,以保持复制集内所有成员存储相同的数据集,提供数据的高可用。副本集带来的架构优点主要有:
·集群高可用
·读写可分离
副本集节点类型
1.Primary: 副本集的主节点,可读写,唯一可以进行写 *** 作的节点,由集群自行选举出来。
2.Secondary: 正常情况下,Seconary会参与Primary选举(自身也可能会被选为Primary),并从Primary同步最新写入的数据,以保证与Primary存储相同的数据。Secondary可以提供读服务,增加Secondary节点可以提供副本集的读服务能力,提升副本集的可用性。
3.Arbiter: Arbiter节点只参与投票,不能被选为Primary,并且不从Primary同步数据。非常轻量级的服务,当复制集成员为偶数时,最好加入一个Arbiter节点,以提升复制集可用性。
4.Priority0: Priority0节点的选举优先级为0,不会被选举为Primary,且不能发起选举。
5.Vote0: 副本集成员最多50个,参与Primary选举投票的成员最多7个,其他成员(Vote0)的vote属性必须设置为0,即不参与投票。
6.Hidden: Hidden节点不能被选为主(Priority为0),并且对Driver不可见。因Hidden节点不会接受Driver的请求,可使用Hidden节点做一些数据备份、离线计算的任务,不会影响复制集的服务。
7.Delayed: Delayed节点必须是Hidden节点,并且其数据落后与Primary一段时间(可配置,比如1个小时)。因Delayed节点的数据比Primary落后一段时间,当错误或者无效的数据写入Primary时,可通过Delayed节点来做数据恢复。
Primary选举
选举过程需要消耗一些时间,在此期间,集群将不能接收write *** 作(即使旧的primary仍然存活,但因为“网络分区”问题导致它不能与其他secondaries通讯),所有的members(包括旧的primary)都处于只读状态,选举对业务影响很大,所以需要尽量避免选举的发生。
需要进行Primary选举的场景:
(1)副本集初始化时;
(2)副本集被reconfig;
(3)Secondary节点检测到Primary宕机时;
(4)当有Primary节点主动stepDown(主动降级为Secondary)时;
Primary的选举受节点间心跳、优先级、最新的oplog时间等多种因素影响。
1.心跳: 复制集中的所有members之间都互相建立心跳连接,且每隔两秒发送一次心跳,如果未在10秒内收到回复,则此member将会被标记为“不可用”,Secondary(前提是可被选为Primary)会发起新的Primary选举,而其他能正常收到心跳反馈的Secondary能否决新的Primary选举。
2.优先级: 优先级即Priority值,每个member都有权重值,默认为都为1,members倾向于选举权重最高者。上述提到,priority为0的member不能被选举为primary且不能发起选举;只要当前primary的权重最高或者持有最新oplog数据的secondaries没有比它更高的权重时,集群不会触发选举。当Primary发现有优先级更高Secondary,并且该Secondary的数据落后在10s内,则Primary会主动降级,让优先级更高的Secondary有成为Primary的机会。
3.Optime: 当前member已经从primary的oplog中应用的最后一个operation的时间戳(此时间戳由primary生成,在oplog中每个 *** 作记录都有);一个member能成为primary的首要条件就是在所有有效的members中它持有最新的optime。
4.多数派连接: 一个member要成为primary,它必须与“多数派”的其他members建立连接,如果未能与足够多的member建立连接,事实上它本身也无法被选举为primary;多数派参考的是“总票数”,而不是member的个数,因为我们可以给每个member设定不同的“票数”。假设复制集内投票成员数量为N,则大多数为 N/2 + 1。
综上所述,在发起选举以后,能成为Primary的节点需要的条件有:
·能够与“多数派”建立连接
·在所有有效的members中它持有最新的optime
·前两个条件相同的,Priority优先级高的成为Primary
·optime与Priority都相等时,谁发起选举,谁当选Primary
总结
3.0版本以后副本集成员最多50个,参与Primary选举投票的成员最多7个,其他成员(Vote0)的vote属性必须设置为0,即不参与投票。
副本集中各类角色的特点总结如下:
备注:
·上述Secondary为默认Secondary,即Priority!=0、vote!=0等;
·Hidden为特殊的Secondary,Delayed为特殊的Hidden。
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