面试题：MongoDB副本集云环境故障恢复与数据一致性保障

Question

假设在云环境下MongoDB副本集出现了主节点故障且部分数据丢失的情况，同时云存储服务也短暂中断。请详细说明你将如何恢复副本集并确保数据一致性，涉及到的故障检测、数据恢复策略及操作步骤等。

Answer 1

故障检测

1. 监控系统告警：依赖云平台提供的监控工具，如日志监控、性能指标监控等，及时发现MongoDB副本集主节点故障告警以及云存储服务中断告警。
2. 手动检测：通过登录副本集的各个节点，使用rs.status()命令查看副本集状态，若主节点状态异常（如处于DOWN状态），且部分数据查询结果与预期不符，可确认主节点故障及数据丢失情况。同时，检查云存储服务相关配置及连接状态，确认云存储服务中断。

数据恢复策略

1. 从副本节点恢复：若副本集中有最新完整数据的副本节点，可将其提升为主节点。在提升之前，确保该副本节点的数据是最新且完整的。
2. 云存储数据恢复：等待云存储服务恢复后，检查云存储中的备份数据。若有完整备份，可将备份数据恢复到副本集中。
3. 日志重放：MongoDB使用操作日志（oplog）记录所有写操作。若数据丢失较少，可通过重放oplog来恢复丢失的数据。

操作步骤

1. 处理主节点故障
   • 登录副本集成员节点，执行rs.status()查看状态，确定故障主节点。
   • 选择一个数据相对完整且同步状态良好的副本节点，执行rs.stepDown()命令使当前主节点退位（若主节点故障无法执行此命令，可跳过）。
   • 登录选定的副本节点，执行rs.promote()将其提升为主节点。
2. 等待云存储服务恢复
   • 持续监控云存储服务状态，等待其恢复正常运行。
3. 恢复数据
   • 从云存储备份恢复：
     • 确认云存储服务恢复后，获取最新的备份数据。
     • 停止MongoDB服务，将备份数据恢复到指定目录（根据云存储备份恢复工具及MongoDB数据目录配置操作）。
     • 启动MongoDB服务，副本集将自动同步数据。
   • 重放oplog：
     • 找到包含丢失数据操作的oplog区间。
     • 使用mongoreplay工具（或手动重放oplog操作），按照oplog记录的操作顺序在副本集上重新执行，以恢复丢失的数据。
4. 验证数据一致性
   • 在副本集恢复完成后，使用数据验证工具（如db.validateCollection()）对每个集合进行数据一致性验证。
   • 对比恢复前后的关键数据指标，如文档数量、数据总和等，确保数据恢复正确且一致。