面试题：MongoDB副本集与自动化运维工具集成的性能优化与安全加固

性能优化

网络配置
- 网络拓扑：确保副本集成员之间的网络延迟低且带宽充足。例如，在数据中心内部署副本集时，使用高速、低延迟的万兆网络连接，减少数据同步的时间。对于跨数据中心部署，要优化广域网链路，如采用MPLS VPN等技术提升网络稳定性和带宽利用率。
- 负载均衡：在应用程序与副本集之间使用负载均衡器（如HAProxy）。可以根据副本集成员的负载情况（如CPU使用率、内存使用率等）动态分配读请求到不同的从节点，减轻主节点的读压力。例如，当主节点CPU使用率达到70%以上时，将更多读请求导向负载较轻的从节点。
资源分配
- CPU：根据业务的读写负载预估CPU需求。对于读密集型业务，可适当为从节点分配更多CPU核心，如主节点分配4核，从节点分配6核，以加速查询处理。对于写密集型业务，确保主节点有足够的CPU资源处理写操作和 oplog 生成。
- 内存：MongoDB使用内存映射文件存储数据，应保证有足够的物理内存来缓存常用数据。例如，对于一个100GB数据集，若80%的数据为热点数据，建议分配至少80GB的内存给MongoDB进程，以减少磁盘I/O，提高读写性能。
- 磁盘：使用高速存储设备，如SSD。对于写操作频繁的业务，采用RAID 10阵列，兼顾读写性能和数据冗余。对于读操作频繁的业务，可采用RAID 5阵列提升存储利用率，同时利用从节点分担读压力。

安全加固

用户认证
- 启用身份验证：在MongoDB配置文件中设置 security.authorization: enabled 启用身份验证。创建不同权限的用户，如管理员用户拥有所有数据库操作权限，应用程序用户仅拥有特定数据库的读写权限。例如，为管理数据库 admin 创建管理员用户 adminUser，密码为 adminPass，命令如下：
```
use admin
db.createUser({
    user: "adminUser",
    pwd: "adminPass",
    roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]
})
```
- 应用程序连接认证：应用程序在连接MongoDB时，使用正确的用户名和密码。例如，在Node.js应用中使用 mongodb 驱动连接时：
```
const { MongoClient } = require('mongodb');
const uri = "mongodb://adminUser:adminPass@localhost:27017";
const client = new MongoClient(uri);
```
数据加密
- 传输加密：启用TLS/SSL加密。在MongoDB配置文件中设置 net.tls.mode: requireTLS，并配置证书文件路径。例如，指定证书文件为 /etc/ssl/mongodb.pem：
```
net:
    tls:
        mode: requireTLS
        certificateKeyFile: /etc/ssl/mongodb.pem
```
- 存储加密：使用WiredTiger存储引擎的加密功能。在启动MongoDB时，指定加密密钥文件路径，如 --wiredTigerEncryptionKeyFile /etc/mongodb/encryption.key。这样数据在存储到磁盘时会被加密。

实际案例分析

案例背景：某电商平台使用MongoDB副本集存储商品信息、用户订单等数据。随着业务增长，性能和安全问题逐渐凸显。
性能优化措施：
- 网络方面：原平台各副本集成员使用千兆网络连接，网络延迟较高。升级到万兆网络后，数据同步时间减少了30%，读写性能明显提升。同时，引入HAProxy负载均衡器，将读请求均匀分配到从节点，主节点CPU使用率从80%下降到50%。
- 资源分配方面：根据业务分析，读操作是写操作的5倍，属于读密集型业务。为从节点增加了CPU核心数，从4核提升到8核，同时增加内存至64GB，缓存命中率从60%提升到80%，整体查询响应时间从平均100ms缩短到50ms。
安全加固措施：
- 用户认证：之前平台未启用用户认证，存在安全风险。启用身份验证后，为不同业务模块创建了具有相应权限的用户。如订单处理模块的应用程序用户只能对 orders 数据库进行读写操作，防止了数据的非法访问。
- 数据加密：在传输层启用TLS/SSL加密，解决了数据在网络传输过程中的安全问题。在存储层使用WiredTiger加密，即使数据库文件被窃取，没有密钥也无法解密数据，保障了数据的保密性。通过这些安全加固措施，平台在面对外部攻击时的安全性得到了显著提升。

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面试题：MongoDB副本集与自动化运维工具集成的性能优化与安全加固

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