搭建 MongoDB 副本集

适用场景

需要 MongoDB 自动故障切换、数据冗余和读扩展。副本集是三节点起步的最小生产形态，适合大多数业务；分片集群在数据量更大时再考虑。

前置条件

• 至少 3 台节点，时间同步。
• MongoDB 版本一致，数据目录和日志目录独立。
• 节点之间开放 27017 和内部通信端口。
• 明确的认证方式：Keyfile 或 x509。

步骤

1. 在三台节点生成相同的 Keyfile：

openssl rand -base64 756 > /etc/mongodb/keyfile
chmod 400 /etc/mongodb/keyfile
chown mongodb:mongodb /etc/mongodb/keyfile

2. 配置 mongod.conf：

cat > /etc/mongod.conf <<'EOF'
storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb
systemLog:
  destination: file
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0
replication:
  replSetName: rs0
security:
  keyFile: /etc/mongodb/keyfile
EOF

3. 启动三个节点：

systemctl enable --now mongod
systemctl status mongod

4. 在主节点初始化副本集：

mongosh --host node1:27017

rs.initiate({
  _id: "rs0",
  members: [
    {_id: 0, host: "node1:27017", priority: 2},
    {_id: 1, host: "node2:27017", priority: 1},
    {_id: 2, host: "node3:27017", priority: 1}
  ]
})
rs.status()

5. 创建管理员和业务用户：

use admin
db.createUser({user: "admin", pwd: "***", roles: ["root"]})
use app
db.createUser({user: "app", pwd: "***", roles: [{role: "readWrite", db: "app"}]})

6. 应用连接串使用副本集地址：

mongodb://app:***@node1:27017,node2:27017,node3:27017/app?replicaSet=rs0

7. 配置备份。使用 mongodump 或文件系统快照，备份从节点以减轻主节点压力。

验证

• rs.status() 显示一个 PRIMARY 和两个 SECONDARY。
• 主节点停止后，副本集在秒级选出新主。
• 应用连接串能自动发现新主并继续写入。
• 从节点数据与主节点一致，复制延迟正常。
• 备份能恢复到独立实例。

回滚

• 切换前保留主节点数据和备份。
• 成员配置变更前导出 rs.conf()，回滚时 rs.reconfig()。
• 升级时先升级 SECONDARY，再 rs.stepDown() 切换主节点。
• 不要在有数据写入时强制回滚到旧主，先确认 oplog 窗口。

常见坑

• 只部署两个节点，失去多数派后无法选举。
• Keyfile 权限不对，mongod 启动失败。
• 主机名不可解析，成员之间无法握手。
• 使用 localhost 初始化，其他节点无法加入。
• oplog 太小，维护窗口后从节点无法追上，需要重新同步。
• 应用直连单个节点，故障切换后仍然不可用。
• 备份时没有加 --oplog，恢复点不一致。

相关命令

• mongosh — 副本集初始化和状态
• mongod — 数据库进程
• mongodump / mongorestore — 备份恢复
• rs.status() / rs.conf() — 副本集检查
• mongostat / mongotop — 性能观测