摘要： 高可用性即HA(High Availability)指的是通過盡量縮短因日常維護(hù)操作(計(jì)劃)和突發(fā)的系統(tǒng)崩潰(非計(jì)劃)所導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，以提高系統(tǒng)和應(yīng)用的可用性。
>>高可用集群的解決方案
高可用性即HA(High Availability)指的是通過盡量縮短因日常維護(hù)操作(計(jì)劃)和突發(fā)的系統(tǒng)崩潰(非計(jì)劃)所導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，以提高系統(tǒng)和應(yīng)用的可用性。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高可用在不同的層面上有不同的表現(xiàn)：
(1)網(wǎng)絡(luò)高可用
由于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)被不斷提升，提高IT系統(tǒng)的高可用性的關(guān)鍵應(yīng)用就是網(wǎng)絡(luò)高可用性，網(wǎng)絡(luò)高可用性與網(wǎng)絡(luò)高可靠性是有區(qū)別的，網(wǎng)絡(luò)高可用性是通過匹配冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的冗余，達(dá)到高可用的目的。
比如冗余的交換機(jī)，冗余的路由器等
(2)服務(wù)器高可用
服務(wù)器高可用主要使用的是服務(wù)器集群軟件或高可用軟件來實(shí)現(xiàn)。
(3)存儲(chǔ)高可用
使用軟件或硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的高度可用性。其主要技術(shù)指標(biāo)是存儲(chǔ)切換功能，數(shù)據(jù)復(fù)制功能，數(shù)據(jù)快照功能等。當(dāng)一臺(tái)存儲(chǔ)出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)備用的存儲(chǔ)可以快速切換，達(dá)一存儲(chǔ)不停機(jī)的目的。
>>MongoDB的高可用集群配置
高可用集群，即High Availability Cluster，簡稱HA Cluster。
集群(cluster)就是一組計(jì)算機(jī)，它們作為一個(gè)整體向用戶提供一組網(wǎng)絡(luò)資源。
這些單個(gè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 就是集群的節(jié)點(diǎn)(node)。
搭建高可用集群需要合理的配置多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的角色，數(shù)據(jù)恢復(fù)，一致性等，主要有以下幾種方式：
(1)主從方式 (非對(duì)稱方式)
主機(jī)工作，備機(jī)處于監(jiān)控準(zhǔn)備狀況;當(dāng)主機(jī)宕機(jī)時(shí)，備機(jī)接管主機(jī)的一切工作，待主機(jī)恢復(fù)正常后，按使用者的設(shè)定以自動(dòng)或手動(dòng)方式將服務(wù)切換到主機(jī)上運(yùn)行，數(shù)據(jù)的一致性通過共享存儲(chǔ)系統(tǒng)解決。
(2)雙機(jī)雙工方式(互備互援)
兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)運(yùn)行各自的服務(wù)工作且相互監(jiān)測情況，當(dāng)任一臺(tái)主機(jī)宕機(jī)時(shí)，另一臺(tái)主機(jī)立即接管它的一切工作，保證工作實(shí)時(shí)，應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)存放在共享存儲(chǔ)系統(tǒng)中。
(3)集群工作方式(多服務(wù)器互備方式)
多臺(tái)主機(jī)一起工作，各自運(yùn)行一個(gè)或幾個(gè)服務(wù)，各為服務(wù)定義一個(gè)或多個(gè)備用主機(jī)，當(dāng)某個(gè)主機(jī)故障時(shí)，運(yùn)行在其上的服務(wù)就可以被其它主機(jī)接管。
MongoDB集群配置的實(shí)踐也遵循了這幾個(gè)方案，主要有主從結(jié)構(gòu)，副本集方式和Sharding分片方式。
>>Master-Slave主從結(jié)構(gòu)
主從架構(gòu)一般用于備份或者做讀寫分離。一般有一主一從設(shè)計(jì)和一主多從設(shè)計(jì)。
由兩種角色構(gòu)成：
(1)主(Master)
可讀可寫，當(dāng)數(shù)據(jù)有修改的時(shí)候，會(huì)將oplog同步到所有連接的salve上去。
(2)從(Slave)
只讀不可寫，自動(dòng)從Master同步數(shù)據(jù)。
特別的，對(duì)于Mongodb來說，并不推薦使用Master-Slave架構(gòu)，因?yàn)镸aster-Slave其中Master宕機(jī)后不能自動(dòng)恢復(fù)，推薦使用Replica Set，后面會(huì)有介紹，除非Replica的節(jié)點(diǎn)數(shù)超過50，才需要使用Master-Slave架構(gòu)，正常情況是不可能用那么多節(jié)點(diǎn)的。
還有一點(diǎn)，Master-Slave不支持鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，Slave只能直接連接Master。Redis的Master-Slave支持鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，Slave可以連接Slave，成為Slave的Slave。
>>Relica Set副本集方式
Mongodb的Replica Set即副本集方式主要有兩個(gè)目的，一個(gè)是數(shù)據(jù)冗余做故障恢復(fù)使用，當(dāng)發(fā)生硬件故障或者其它原因造成的宕機(jī)時(shí)，可以使用副本進(jìn)行恢復(fù)。
另一個(gè)是做讀寫分離，讀的請(qǐng)求分流到副本上，減輕主(Primary)的讀壓力。
1.Primary和Secondary搭建的Replica Set
Replica Set是mongod的實(shí)例集合，它們有著同樣的數(shù)據(jù)內(nèi)容。包含三類角色：
(1)主節(jié)點(diǎn)(Primary)
接收所有的寫請(qǐng)求，然后把修改同步到所有Secondary。一個(gè)Replica Set只能有一個(gè)Primary節(jié)點(diǎn)，當(dāng)Primary掛掉后，其他Secondary或者Arbiter節(jié)點(diǎn)會(huì)重新選舉出來一個(gè)主節(jié)點(diǎn)。默認(rèn)讀請(qǐng)求也是發(fā)到Primary節(jié)點(diǎn)處理的，需要轉(zhuǎn)發(fā)到Secondary需要客戶端修改一下連接配置。