MongoDB是一款非关系型数据库，具有高可用性和可扩展性，可以很好地应对大数据的存储和处理。但是在使用MongoDB时，数据安全是一个必须要考虑的问题。在本文中，我们将探讨如何建立MongoDB高可用架构保障数据安全。
1. 了解MongoDB副本集
MongoDB中的副本集是提高系统可用性的一种方式。它是一组拥有相同数据的MongoDB实例，其中一个是主节点(mongod) ，其他实例是从节点。主节点是执行所有写操作的节点，而从节点则反映主节点的所有数据变化。如果主节点发生故障，则可以通过将某个从节点升级为主节点来继续提供服务，这就保证了系统的高可用性。
1.1 创建MongoDB副本集
我们可以使用以下命令来创建mongoDB副本集：
mongod --replSet rs0
该命令启动了一个mongod实例，并将其加入名为rs0的副本集。
1.2 副本集中的角色
在MongoDB副本集中，每个实例都有以下两种角色。
1. 主节点：负责处理所有的写操作，并将数据同步到从节点。
2. 从节点：从主节点同步数据，并接收读请求。
为了保证数据的安全性和完整性，我们应该将读请求定向到从节点，将写请求发送到主节点。这样可以保证数据不会因多个节点同时写入而出现冲突。
2. 提高MongoDB副本集的安全性
副本集虽然可以提高系统可用性，但同时也带来了更多的安全威胁。以下是一些可以提高MongoDB副本集安全性的方法：
2.1. 加密通信
MongoDB支持SSL(安全套接层)和TLS(传输层安全)协议，这两种协议都可以保证数据在传输过程中的安全性，防止数据被窃取、篡改、冒充等情况。
我们可以通过以下命令来启用SSL或TLS：
mongod --sslMode requireSSL --sslPEMKeyFile /path/to/keyfile
该命令启动了一个加密通信的mongod实例，并使用了TLS协议，保证了数据在传输过程中的安全性。
2.2 认证和授权
MongoDB提供了基于角色的访问控制，可以控制那些用户可以访问数据库，并在用户访问之前验证用户的身份。我们可以通过以下命令来启用认证和授权：
mongod --auth
当我们启用了认证和授权之后，只有经过身份验证的用户才能进行数据库操作，显著提高了MongoDB副本集的安全性。
3. 针对故障的高可用性措施
无论如何保证MongoDB的安全性和可用性是非常重要的，但在实际应用中，会不可避免地遇到各种各样的故障。在这种情况下，我们应该采取一些措施来保证系统的高可用性。
3.1. 自动故障转移
MongoDB副本集可以自动进行故障转移，从而保证系统的高可用性。当主节点出现故障时，系统将自动将一个从节点提升为主节点，并开始处理所有的写请求。这个过程是自动的，对用户是透明的，系统的可用性得到了保障。
3.2. 监控系统状态
在生产环境中，监控MongoDB副本集的状态也是非常重要的。我们可以通过自动化工具进行监控，发现故障并及时处理。常见的监控工具有Zabbix、Nagios等。
3.3. 数据备份和恢复
对数据进行备份和恢复也是保证MongoDB副本集高可用性的重要措施。备份可以保证数据不会因系统故障而丢失。恢复可以在系统故障后快速恢复数据库。
结论
在运维MongoDB副本集时，我们需要关注系统的可用性和安全性。通过使用副本集、加密通信、认证和授权等措施，我们可以提高MongoDB副本集的安全性。同时，监控系统状态、自动故障转移和数据备份和恢复等措施可以帮助我们保证系统的高可用性。