一、Replica Set简介
Replica Set是MongoDB的一种高可用性解决方案，它通过在不同服务器上的副本集构成一个逻辑上的Replica Set，并且通过选举机制，实现主从切换的自动化，从而保证了MongoDB的高可用性。当主服务器出现故障时，系统可以自动地从备机中选举一台成为新的主服务器，从而继续提供服务。Replica Set方案也使得MongoDB的读写性能更好，因为它允许应用程序连接到最近的服务器上，提高了读写效率。
二、Replica Set搭建准备工作
1. 安装MongoDB
首先，我们需要在每个服务器上安装MongoDB。安装方法可以参考MongoDB官方文档：https://docs.mongodb.com/manual/installation/
安装完成后，我们需要在每台服务器的MongoDB配置文件中打开Replica Set功能。在配置文件中添加以下内容：
# 开启Replica Set功能
replication:
replSetName: rs0
2. 网络设置
由于我们要在不同服务器上搭建Replica Set，因此我们需要设置每台服务器的网络参数，确保它们之间可以互相通信。具体操作可以参考以下步骤：
在每台服务器上，找到网络参数配置文件。在Linux系统中，文件路径通常为/etc/sysconfig/network-scripts/eth0。在Windows系统中，可以在“网络与共享中心”内找到所需的网络参数。
打开网络配置文件，在其中添加以下内容：
# 设置网络地址
IPADDR=192.168.0.1
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.0.254
其中IPADDR为每台服务器的IP地址，NETMASK为子网掩码，GATEWAY为网关地址。
3. 防火墙设置
如果您的服务器启用了防火墙，您需要打开防火墙的相应端口，以便MongoDB可以正常工作。具体方法可以参考以下步骤：
打开防火墙主控制面板。
在窗口左侧的导航栏中，选择“高级设置”。
选择“入站规则”，然后点击“新建规则”。
在“新建入站规则向导”中，选择“端口”选项，然后点击“下一步”。
输入需要开放的端口号，然后点击“下一步”。
选择“允许连接”选项，然后点击“下一步”。
在“规则名称”中输入一个描述性的名称，然后点击“完成”按钮即可。
三、Replica Set搭建步骤
1. 初始化
在搭建Replica Set之前，我们需要在其中的一台服务器上初始化Replica Set。具体方法可以参考以下步骤：
在其中的一台服务器上启动MongoDB服务。在Linux系统中，可以使用以下命令启动MongoDB服务：
sudo systemctl start mongod
连接MongoDB服务。
mongo --host 127.0.0.1:27017
初始化Replica Set。
rs.initiate()
此时，您会看到一个类似于以下的输出：
{
"ok" : 1,
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1650449716, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"),
"keyId" : NumberLong(-1)
}
},
"operationTime" : Timestamp(1650449716, 1)
}
这表示Replica Set已经初始化成功
2. 添加节点
现在，我们可以添加其他节点到这个Replica Set中。具体方法可以参考以下步骤：
在另一台服务器上启动MongoDB服务。在Linux系统中，可以使用以下命令启动MongoDB服务：
sudo systemctl start mongod
连接MongoDB服务。
mongo --host 127.0.0.1:27017
将节点加入Replica Set。
rs.add("192.168.0.3")
此时，您会看到一个类似于以下的输出：
{
"ok" : 1,
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1650449740, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"),
"keyId" : NumberLong(-1)
}
},
"operationTime" : Timestamp(1650449740, 1)
}
此时，第二台服务器已经成功加入了Replica Set。您可以继续在其他服务器上重复以上步骤，将更多的节点加入Replica Set。
3. 查看Replica Set状态
通过以下命令，我们可以查看当前Replica Set的状态：
rs.status()
此时，您会看到一个类似于以下的输出：
{
"set" : "rs0",
"date" : ISODate("2022-04-19T08:23:53.677Z"),
"myState" : 1,
"term" : NumberLong(1),
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "192.168.0.1:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
"uptime" : 953,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1650449928, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2022-04-19T08:32:08Z"),
"syncto" : "192.168.0.2:27017",
"syncingTo" : "192.168.0.2:27017",
"configVersion" : 1,
"self" : true,
"lastHeartbeatMessage" : ""
},
{
"_id" : 1,
"name" : "192.168.0.2:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
"uptime" : 527,
"optime" : {
"ts" : Timestamp(1650449928, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDurable" : {
"ts" : Timestamp(1650449928, 1),
"t" : NumberLong(1)
},
"optimeDate" : ISODate("2022-04-19T08:32:08Z"),
"optimeDurableDate" : ISODate("2022-04-19T08:32:08Z"),
"lastHeartbeat" : ISODate("2022-04-19T08:32:56.154Z"),
"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2022-04-19T08:32:56.534Z"),
"pingMs" : NumberLong(0),
"lastHeartbeatMessage" : ""
}
],
"ok" : 1,
"$clusterTime" : {
"clusterTime" : Timestamp(1650449928, 1),
"signature" : {
"hash" : BinData(0,"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"),
"keyId" : NumberLong(-1)
}
},
"operationTime" : Timestamp(1650449928, 1)
}
其中，myState表示当前节点的状态，集群中的其他节点状态也会在输出中显示。
四、总结
Replica Set是MongoDB的一种高可用性解决方案，其通过在不同服务器上的副本集构成一个逻辑上的Replica Set，并且通过选举机制，实现主从切换的自动化，从而保证了MongoDB的高可用性。在搭建Replica Set之前，我们需要在每个服务器上安装MongoDB，并打开Replica Set功能。然后，我们需要设置每台服务器的网络参数，并打开相应的端口。最后，我们需要初始化Replica Set，并将其他节点加入到Replica Set中。通过以上步骤，我们可以成功地搭建MongoDB的Replica Set，从而提升MongoDB的高可用性和读写性能。