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阿里云數據庫MongoDB架構原理與應用場景是什么?

云數據庫 1572℃ 0評論

一、什么是云數據庫MongoDB

云數據庫MongoDB版完全兼容MongoDB協議,提供穩定可靠、彈性伸縮的數據庫服務,同時提供容災、備份、恢復、監控和告警等功能。

云數據庫MongoDB版具有以下基本特點:

  • 自動搭建基于三副本的MongoDB副本集供用戶使用,容災切換、故障遷移等高級功能為用戶整體打包好,對用戶完全透明。
  • 提供基于多個副本集(每個副本集沿用三副本模式)組成的集群版實例,輕松擴展讀寫性能,用戶可以方便快捷地構建MongoDB分布式數據庫系統。
  • 提供一鍵式的數據庫備份、恢復功能。用戶可以通過控制臺一鍵式地進行數據庫的常規備份及數據庫回溯功能。
  • 提供多達20種的性能指標監控及報警功能,數據庫性能數據盡收眼底。
  • 提供可視化的數據管理工具, 方便用戶運維。

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二、云數據庫MongoDB系統架構原理

單節點架構

MongoDB單節點架構,是對副本集和集群結構的補充。單節點主要為有開發、測試等環境及其他非企業核心數據存儲訴求的場景所研發的。用戶能夠以更低的入門價格獲取云數據庫MongoDB在各項運維支持、內核級優化上的產品優勢。單節點架構可以根據各類場景的差異適配對應的產品形態,為企業降低更多的成本支出。

單節點架構圖

副本集架構

云數據庫MongoDB版自動搭建好三節點的副本集供用戶使用,用戶可以直接操作Primary節點和一個Secondary節點。系統架構如下圖所示:

機構圖

  • HA控制系統:實例高可用探測模塊,用于探測監聽MongoDB實例的運行狀況。如果判斷主節點實例不可用,進行主備節點的切換操作,保證MongoDB實例的高可用。
  • 日志收集:進行MongoDB運行情況的日志收集,包括實例慢日志查詢以及訪問控制日志等。
  • 監控系統:進行MongoDB實例性能監控信息的收集工作,包括基礎指標、磁盤容量、網絡請求以及操作次數等核心信息。
  • 在線遷移系統:當實例所運行的物理機出現故障,在線遷移系統會根據備份系統中的備份文件進行實例重新搭建,保證業務不受影響。
  • 備份系統:針對MongoDB實例進行備份處理,并且將生成的備份文件存儲至OSS系統上進行保存。目前MongoDB備份系統支持用戶自定義備份設置和臨時備份,并且保存7天內的備份文件。
  • 任務控制:云數據庫MongoDB實例支持多種管理控制任務,如創建實例、變更配置以及備份實例等。任務系統會根據用戶下發的操作指令,進行靈活控制并進行任務跟蹤及出錯管理。

集群版架構

云數據庫MongoDB版支持集群版本,集群版與三節點副本集版復用系統架構,沿用副本集架構圖中的HA控制系統、日志收集系統、監控系統、在線遷移系統、備份系統及任務控制系統。

集群版提供Mongos(服務代理)、Shard(分片服務器)、ConfigServer三個組件。用戶可以自由的選擇Mongos和Shard節點的個數和配置,組建服務能力不同的MongoDB集群,產品形態架構如下圖所示:

mongoDB集群版產品架構

說明

  • Mongos為單節點配置,用戶可以購買多個Mongos實現負載均衡及故障轉移,單個集群版實例可支持2-32個Mongos節點。詳情請參見:正確連接 MongoDB 集群的使用方法。
  • Shard節點是分片服務器,當前架構是三節點副本集。支持配置升降級,但不支持改變副本集內個數。單個集群版實例可支持2-32個Shard節點。
  • ConfigServer為集群必備組件,默認為1核2GB配置,20GB存儲空間,當前不支持配置升降級。
  • 集群支持新增Mongos和Shard節點,但是不支持通過原生命令新增,需要通過控制臺新購Mongos和Shard節點。
  • Shard和ConfigServer均不提供域名訪問,用戶不可以直接連接訪問對其操作,所有數據操作均需要連接Mongos進行下發。
  • 集群模式必須新購,當前不支持將現有三節點副本集直接升級到集群版。

三、云數據庫MongoDB實例規格

因物理硬件資源的迭代演進,2017年7月10日起,新購及變更實例規格后,實例將采用新的規格參數。詳情請見以下說明。

規格類型 規格類型 規格信息 規格代碼 最大連接數 最大IOPS 存儲空間
三節點 通用規格 1核2G dds.mongo.mid 500 1000 10-2000GB
2核4G dds.mongo.standard 1000 2000
4核8G dds.mongo.large 2000 4000
8核16G dds.mongo.xlarge 4000 8000
8核32G dds.mongo.2xlarge 8000 14000
16核64G dds.mongo.4xlarge 16000 16000
獨享規格 2核16G mongo.x8.medium 2500 4500 250GB
4核32G mongo.x8.large 5000 9000 500GB
8核64G mongo.x8.xlarge 10000 18000 1000GB
16核128G mongo.x8.2xlarge 20000 36000 2000GB
32核256G mongo.x8.4xlarge 40000 72000 2000GB
獨占物理機 60核440G dds.mongo.2xmonopolize 100000 100000 3000GB
單節點 通用規格 1核2G dds.n2.small.1 2000 min{30 * 存儲空間,20000} 20-2000GB
2核4G dds.sn2.medium.1 4000
2核8G dds.sn4.large.1 6000
4核8G dds.sn2.large.1 6000
4核16G dds.sn4.xlarge.1 8000
8核16G dds.sn2.xlarge.1 8000
MongoDB Sharding規格參數
節點類型 規格類型 規格信息 規格代碼 最大連接數
Mongos 通用規格 1核2G dds.mongos.mid 1000
2核4G dds.mongos.standard 2000
4核8G dds.mongos.large 4000
8核16G dds.mongos.xlarge 8000
8核32G dds.mongos.2xlarge 16000
16核64G dds.mongos.4xlarge 16000
節點類型 規格類型 規格信息 規格代碼 最大IOPS
Shard 通用規格 1核2G dds.shard.mid 1000
2核4G dds.shard.standard 2000
4核8G dds.shard.large 4000
8核16G dds.shard.xlarge 8000
8核32G dds.shard.2xlarge 14000
16核64G dds.shard.4xlarge 16000
Configserver 通用規格 1核2G dds.cs.mid 1000

2017年7月10日前的實例,且之后未進行過實例規格變更,將繼續采用以下規格參數。

MongoDB副本集規格參數
Mongodb副本集 規格信息 規格代碼 最大連接數 最大IOPS
通用規格 1核2G dds.mongo.mid 200 800
2核4G dds.mongo.standard 400 1600
4核8G dds.mongo.large 1000 3200
8核16G dds.mongo.xlarge 2000 6400
8核32G dds.mongo.2xlarge 4000 12800
16核64G dds.mongo.4xlarge 8000 12800
獨享規格 2核16G mongo.x8.medium 2000 4500
4核32G mongo.x8.large 4000 9000
8核64G mongo.x8.xlarge 8000 18000
16核128G mongo.x8.2xlarge 16000 36000
32核256G mongo.x8.4xlarge 32000 72000
獨占物理機 60核440G dds.mongo.2xmonopolize 36000 40000
MongoDB Sharding規格參數
節點類型 規格類型 規格信息 規格代碼 最大連接數
Mongos 通用規格 1核2G dds.mongos.mid 200
2核4G dds.mongos.standard 400
4核8G dds.mongos.large 1000
8核16G dds.mongos.xlarge 2000
8核32G dds.mongos.2xlarge 4000
16核64G dds.mongos.4xlarge 8000
節點類型 規格類型 規格信息 規格代碼 最大IOPS
Shard 通用規格 1核2G dds.shard.mid 800
2核4G dds.shard.standard 1600
4核8G dds.shard.large 3200
8核16G dds.shard.xlarge 6400
8核32G dds.shard.2xlarge 12800
16核64G dds.shard.4xlarge 12800
Configserver 通用規格 1核2G dds.cs.mid 800

四、云數據庫MongoDB功能特性

  • 輕松使用MongoDB服務
    • 快速創建:幾步簡單操作,即可擁有一臺MongoDB云數據庫。
    • 快速升級: 實例配置支持彈性擴展、在線升級,輕松提升實例性能。
    • 管理控制臺:專業的管理控制臺,包含實例管理、賬號管理、性能監控、備份和恢復、閾值報警、安全控制等功能。
  • 備份與恢復
    • 自動備份:云數據庫MongoDB支持用戶自行設置備份周期。備份開始時間可根據自己的業務低峰靈活配置,所有備份文件免費保留7天。
    • 臨時備份:用戶可以臨時性發起備份操作,備份文件免費保留7天。
    • 數據恢復:利用備份文件,用戶可以直接覆蓋型恢復至現有實例。
    • 備份文件下載:云數據庫會將用戶的備份文件免費保留7天,在此期間用戶可登錄管理控制臺,將備份文件下載至本地。
    • 根據備份集創建實例:可根據備份文件在控制臺上一鍵式創建實例,實現快速部署的需求。
  • 全面監控云數據庫MongoDB提供多達20種系統性能監控項,包括磁盤容量、IOPS、連接數、CPU利用率、網絡流量、TPS、QPS、緩存命中率等,用戶可獲取最長1年內實例的運行狀態信息。
  • 安全保障IP白名單:提供對實例進行IP過濾功能,用戶可登錄云數據庫MongoDB管理控制臺進行IP白名單設置,設置后便可實現最高級的訪問安全保護,IP白名單最多可配置1000條。
  • 專業工具支持DMS是阿里云為云上數據庫定制的基于WEB的數據庫管理平臺,可幫助普通開發人員、SA、DBA通過瀏覽器安全、方便地完成數據庫管理和維護操作。
  • 售后無憂如果在使用云數據庫時遇到問題,可以撥打電話95187或者提交售后工單尋求幫助,專業售后工程師團隊將提供7*24小時不間斷的技術服務。

五、云數據庫MongoDB產品優勢

  • 高可用
    • 三節點副本集高可用架構,提供極高的業務可用性保障。云數據庫MongoDB服務采用三節點副本集的高可用架構,三個數據節點位于不同的物理服務器上,自動同步數據。Primary和Secondary節點提供服務,當Primary節點出現故障,系統自動選舉新的Primary節點,當Secondary節點不可用,由備用節點接管服務。
    • 自動備份,一鍵式數據恢復,解決99.99%以上的系統故障。每天自動備份數據并上傳至對象存儲OSS,提高數據容災能力的同時有效降低磁盤空間占用。通過備份文件將實例數據恢復至原實例,有效防范因誤操作等原因對業務數據造成不可逆的影響。
  • 高安全多層安全防護體系,為您抵御90%以上的網絡攻擊。
    • DDoS防護:在網絡入口實時監測,當發現超大流量攻擊時,對源IP進行清洗,清洗無效情況下可以觸發黑洞機制。
    • IP白名單配置:最多支持配置1000個允許連接MongoDB實例的服務器IP地址,從訪問源進行直接的風險控制。
  • 易用性完善的性能監控,為您分擔60%以上的運維工作。提供CPU利用率、IOPS、連接數、磁盤空間等實例信息實時監控及報警,隨時隨地了解實例動態。
  • 擴展性
    • 副本集模式彈性擴容云數據庫MongoDB支持三節點的副本集模式,支持彈性擴容。當前實例配置無法滿足應用的性能要求,或者當前實例的配置過高,您可以變更實例的配置。變更過程完全透明,對業務無影響。
    • 集群模式應對業務高峰云數據庫MongoDB支持集群版本。用戶可以自行選擇多個Mongos和多個shard節點。當業務變化,當前實例配置無法滿足應用的性能要求,或者當前實例的配置過高,您可以變更Mongos和Shard節點的配置。變更過程完全透明,對業務無影響。也可以隨時增加或刪除Mongos和Shard節點的個數,已滿足業務變化的需求。

六、云數據庫MongoDB應用場景

  • 讀寫分離MongoDB服務采用三節點副本集的高可用架構,三個數據節點位于不同的物理服務器上,自動同步數據。Primary和Secondary節點提供服務。兩個節點分別提供獨立域名,配合MongoDB Driver可自行實現讀取壓力分配。
  • 業務靈活多變由于MongoDB采用No-Schema的方式,對于初創型的業務非常適用,免去變更表結構的痛苦。用戶可以將模式固定的結構化數據存儲在RDS中,模式靈活的業務存儲在MongoDB中,高熱數據存儲在云數據庫Memcache或云數據庫Redis中,實現對業務數據高效存取,相應降低成本投入。
  • 移動應用云數據庫MongoDB版支持二維空間索引,可以完美的支撐基于位置查詢的移動類APP的業務需求。同時MongoDB動態模式存儲方式非常適合存儲多重系統的異構數據,滿足移動APP應用的需求。
  • 物聯網應用云數據庫MongoDB版性能極高,具備異步數據寫入功能,特定場景下可達到內存數據庫的性能,非常適合物聯網高并發寫入的場景。同時MongoDB的map-reduce功能也可以將大量數據進行聚合分析。云數據庫MongoDB版支持集群版本,可動態擴容和增加Mongos和Shard組件的配置和個數,性能及存儲空間可實現無限擴展。非常適合物聯網海量數據及高并發性能場景
  • 核心日志系統云數據庫MongoDB版在異步落盤場景下可提供極高的插入性能,具備內存數據庫的處理能力。MongoDB提供二級索引功能滿足動態查詢的需求,并且可以利用map-reduce的聚合框架進行多維度的數據分析。
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