建立 MongoDB 高可用叢集

高可用是什麼？

新世代的 NoSQL 大都有一項蠻特別的特性，被稱為「高可用 (High Availability)」。

何謂高可用？簡單說來就是讓服務（幾乎）永遠不下線的能力。

用嘴巴說是很簡單啦，但讓一個服務永不下線，背後存在許多問題。比方說下面這些：

伺服器會壞，壞了怎麼辦？
機房意外停電怎麼辦？
硬碟用久會損毀。就算有備份，也需要復原時間。
機器會需要定時更新換代，以便追上新一代電腦的規格。比方說硬碟空間可能不足，需要換成更大顆的。
軟體需要升級的時候怎麼辦。

總之，不管原因為何，我們幾乎總是會碰到停機，這怎樣也避不開。

高可用的解方

為了一勞永逸地解決所有問題，各家提出的終極方案，大都集中在線上備份之上。

首先搞來多台機器，讓他們插電上線
所有資料都複製成數份副本，分散在不同的機器裡，並且隨時保持備份被更新到最新狀態
這些機器全都同時開機，放在線上
如果一台機器掛了，就向其他機器討要備份

之所以說是「終極方案」，這除了它確實能解決問題之外，還因為它很貴。想想就知，為了滿足隨時有一份副本可用的可用性，用戶必須要準備至少 2n 台甚至更多的機器，而且還得讓他們隨時上線燒電，並佔用數以倍計的硬碟空間。

MongoDB 的 Replica Set

終於進入今天的正題了

MongoDB 是 NoSQL 的一種，如同其他 NoSQL 他也同樣有提供這種高可用性架構。這在 MongoDB 的術語中被稱為 "Replica Set"。

註：老實說在更早期，MongoDB 還有一種叫作 Master Slave 的副本架構，不過那種作法已經過時。讀文件時讀到可以不用理它。

以下講講如何在 Linux 機器上起 Replica Set。

因為是測試用途，所以以下直接起在單台機器上。實際上 Replica Set 的多個服務，當然應該要起在不同的系統上－－畢竟是備份嘛，放在同一台機器上沒啥作用。

1. 起服務 x3

mkdir rs01 -p
mongod --replSet "rs0" --dbpath "rs01" --port 27021 --smallfiles --fork --logpath rs01/log.txt
mkdir rs02 -p
mongod --replSet "rs0" --dbpath "rs02" --port 27022 --smallfiles --fork --logpath rs01/log.txt
mkdir rs03 -p
mongod --replSet "rs0" --dbpath "rs03" --port 27023 --smallfiles --fork --logpath rs01/log.txt

注意關鍵參數是 --replSet，想要納入同一個 Replica Set 的服務，這個參數必須保持一致。

其他參數與 Replica Set 無關，隨意就好。

2. 登入

接下來隨意登入一台服務。

mongo localhost:27021

3. 在 Mongo Shell 中進行初始化

然後在 Mongo Shell 中輸入以下指令，進行 Replica Set 的初始化：

rs.initiate()

其實這一步可以直接輸入參數，一次到位，不過參數長長一大串怎樣都背不起來，所以不輸入讓它自行產生，之後再修改。小規模佈署時這樣比較方便。

▲ 初始化前沒有任何訊息。

▲ 初始化後的狀況，目前有一個節點。當然那就是自己。

注意上圖中 name 的地方，這也是 Replica Set 彼此的連線網路位置。

然後使用 rs.add() 加入其他機器。

rs.add("mongolab:27022")
rs.add("mongolab:27023")

如此就佈署完成了。相當簡單。有興趣的話可以故意 kill 掉一個服務，看看系統的處理狀況。

特註

上方指令中，我的機器名字叫 mongolab，您得改成您的機器名字。用 localhost 或 127.0.0.1 是行不通的。因為 Replica Set 只有分散佈署在多台不同的機器上時才有實際意義，所以他會判斷，一名用戶如果寫了 localhost 或 127.0.0.1 就是搞錯了狀況，應該要禁止執行。

除此之外，所有機器當然也都要能存取彼此。網路要通 Replica Set 才能順利建立。如果是指定 hostname 而非 ip 的狀況，每台機器也得能解譯全部的 hostnames 才行。

▲ 企圖用 localhost 闖關是行不通的。

以上，謝謝收看！