基于MongoDB构建阿里云MongoDB云数据库服务

MongoDB结合两者优点。一方面，它在某种程度上像是包含了传统关系型数据库的特性，如具备丰富的查询语句及一些索引功能；另一方面，它也继承了NoSQL的优点，省去了设计字段和表的麻烦，并且拥有较好的性能，可以很方便的进行水平扩展。

MongoDB的主要特性可归纳为如下三点：

1. 灵活动态的文档模型。适用于需要进行快速迭代开发的场景。
2. 高可用。副本集架构具备自动容灾切换的功能。
3. 水平扩展。存储的数据相对比较聚集，便于对数据进行水平分割，提高扩展能力。
   

   
   

   
   

   
   具体而言，在传统关系型数据库中，我们需要在设计时考虑数据库要有哪些表，哪些字段，有时候需要在不同的表之间通过Join进行一些复杂的查询操作。而MongoDB的文档模型则不需要那些操作，它存储的是JSON格式的文档，以富文档的形式存储所需数据，通过数据冗余来避免Join，并提高性能。
   

   
   在高可用方面，它采用了多节点副本集架构，使用户完全不需要关心容灾问题，因为其内部实现了选举算法，如果主节点发生宕机，它能自动地进行新的主节点选举，保证服务可用。这个功能可以用来实现多数据中心支持，以及滚动运维，举个例子，当你需要对系统进行维护的时候，你可以主动把当前的主节点降级为一个备节点，对备节点进行维护，维护好后再提升为主节点。

   在海量数据的支持及可扩展性方面 ，MongoDB同样做得很出色。用户可以对数据进行水平切割，系统可以自动实现负载均衡，对使用者来说则都是透明的。

   在适用场景方面，用户所能想到的场景，MongoDB基本上都能可以胜任，除了一些需要复杂的事务处理的场景。
   

   
   
   

   
   

   
   

   利用MongoDB搭建云数据库服务

   
   
   

   
   

   
   阿里云的MongoDB云数据库服务是基于最新的MongoDB社区版本3.2构建的，存储引擎采用WiredTiger，性能比较优秀。目前该服务的特性主要体现在数据库的高可用、高可靠、高可扩展等方面。
   

   
   此外，MongoDB云数据库服务拥有一支专业的源码团队，团队核心成员全部都是官方认证的DBA，他们可以做到内核的深度优化。目前他们的工作主要关注在MongoDB内核剖析、为用户提供一些增值服务和创新优化、社区建设等方面。

   阿里云数据库团队拥有一个中台团队，开发了一系列的系统工具并摸索出一整套的流程，可以方便地把一个开源的数据库做成一个云服务。目前阿里云的MongoDB云数据库服务在高可用方面上做的主要改进就是通过N+1个节点再加上负载均衡的方式来保证用户同时有N个节点可用。用户可以拿到一组包含N个节点的连接地址，这N个地址是会通过一个负载均衡服务动态解析到后端的服务节点。当有节点宕机时，阿里云会根据情况对节点连接地址的指向情况进行动态切换，保证用户始终有N个节点是可用的。

   具体来说，当N为2时，用户可以拿到两个连接地址，其中一个连接地址是指向当前主节点的服务，另一个指向当前备节点，那么当主节点发生问题宕机时，这个主节点会自动下线，这时备节点会自动提升为主节点，另外原来的一个隐藏节点会提升为备节点，并且系统会根据情况为用户再新建一个隐藏节点，这样就能始终保持两个节点高可用。隐藏的那个节点平时也可以拿来做一些数据备份等操作，由于用户看不到这个节点，这样不会对用户的访问产生影响。

   另外，如果需要为用户提供云服务，系统必须要做一些多租户的安全管理。这里我们是用成熟的cgroup解决方案来做一个多租户的隔离和资源限制，来实现IO、CPU及内存等资源的隔离。同时我们做了一些系统权限的独立，使每个用户的每个实例只能存访自己的一个目录，从而进一步提高安全方面的隔离。另外，我们还将内部使用的管理账号和用户的账号隔离开。因为我们需要让用户的使用更加省心，我们对用户屏蔽了内部的一些细节，包括一些高级的运维命令。此外用户还可以设置白名单来增强安全性。

   目前阿里云MongoDB云数据库实现了一些企业版本才有的特性。众所周知，MongoDB除了有一个开源的社区版外，它还有一个收费的企业版，有一些高级特性是企业版才具备的。

   阿里云团队也针对社区版本实现了一些企业版才有的特性：

   • 一个是数据库的审计，这是一个重要的功能，大型企业一般都需要这个特性来获知或是处理安全方面的问题，以及用来做用户行为的分析，或者是做一些索引的自动优化建议等；
   • 另一个是对中文索引的支持，原本的社区版本不具备这个中文处理的特性，这对广大的中国开发者来说是一个福音；
   • 另外还包括一些创新优化，如动态调整MongoDB主备同步使用的增量日志的空间占用甚至于自适应的进行调整、对短连接做了性能优化，等等。

   这些都是阿里云团队在实际开发运维中遇到的问题，并针对这些问题做的一些改进。

   云数据库MongoDB社区建设

   
   
   

   
   

   
   MongoDB的发展离不开社区的支持，目前MongoDB的社区人气火爆，用户活跃。在MongoDB开源社区的一些建设中，可以获得的最大的好处就是我们可以站在巨人的肩膀上。现在MongoDB这个开源数据库已经做得非常好了，程序员可以把它拿过来做一些改造、优化以及配套周边服务，来提供云服务。
   

   
   具体而言，我们首先直接利用了一些现成的基础设施，然后，因为开源，我们团队能够更好地吸引人才，开拓视野并提高软件质量等等。另外，我们当然也要遵守开源协议，对开源产品做出的改进会回馈到社区。这包括我们做的针对原来功能上的改进、新的特性，以及一些Bugfix等等。因为MongoDB公司内部使用的特性和Bug追踪系统是对外开放的，任何人都可以提交一些需求或是代码补丁，并可以看到他们最新的一些进展。

   还有，我们还会不定期做一些最佳实践，并分享一些博客、文档，共同促进MongoDB在中国的普及和发展，让大家知道并解决实际使用中会遇到的问题，把MongoDB用得更好 !

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