多集群架构

单集群和多集群模式

您可以使用以下设置通过 Kubernetes 操作符 控制部署 MongoDB 资源的模式：

• spec.topology — 控制 Ops Manager 应用程序的模式。

• spec.applicationDatabase.topology — 控制应用程序数据库的模式。

如下示例所示，如果将 spec.topology 和 spec.applicationDatabase.topology 都设置为 MultiCluster，则会为 MongoDB Ops Manager 资源及其应用程序数据库启用多集群模式：

spec:
  topology: MultiCluster
  applicationDatabase:
    topology: MultiCluster

在多集群模式下，您可以从单节点集群开始，并根据需要进行扩展。具体而言：

• 单节点集群启动：部署可以从一个节点集群开始。

• 最小应用程序数据库副本集：最小 3 节点的应用程序数据库副本集可以在单节点集群上运行，之后再扩展到多个集群。

• 单个应用程序实例：单个 MongoDB Ops Manager 应用程序实例可以在一个集群上运行，后续再添加其他集群。

在单集群模式（默认）下，省略拓扑结构设置或将其设置为 SingleCluster。

多集群部署限制

多集群部署适用以下限制：

• 使用高于 5.0.7 的 Ops Manager 版本。

• 仅将 机密 用于机密存储。HashiCorp Vault 不受支持。

• 对于 Kubernetes 操作符不管理 MongoDBOpsManager 和 MongoDB 资源的部署，必须在 MongoDB Ops Manager 中手动配置 KMIP 备份加密设置。

• 不要将 ServiceMonitor 添加到 MongoDBMultiCluster 资源。不支持 Prometheus 集成。

• 您无法将现有的单集群 MongoDB 资源迁移到多集群资源。

单集群部署和多集群部署之间的区别

多集群 MongoDB 数据库资源部署图

您可以创建带有或不带有服务网格的多集群 MongoDB 部署。

在这两种情况下，Kubernetes 操作符：

• 监视操作符集群中 MongoDBMultiCluster 规范的情况。

• 使用已挂载的kubeconfig与节点集群通信。

• 在每个节点集群中创建 ConfigMaps、Secrets、Services 和 StatefulSets。

• 将MongoDB副本集成员部署到相应的集群。

• 监视操作符集群和节点集群事件。

• 协调资源以确认所需状态。

使用Kubernetes Operator 的MongoDB控制器的多 Kubernetes集群MongoDB 部署由一个操作符集群和一个或多个Kubernetes节点集群组成：

• 操作符集群具有以下角色：

  • 托管Kubernetes Operator 的MongoDB控制器

  • 充当多 Kubernetes 集群 MongoDB 部署的控制平面

  • 托管 MongoDB 副本集的MongoDBMultiCluster资源规范

  • 托管 Ops Manager（如果您使用 Kubernetes Operator 部署 Ops Manager）

  • 还可以托管 MongoDB 副本集的成员

  重要

  中央集群也称为操作符集群。 在未来版本中，对中央集群的引用可能会重命名，以引用操作符集群。

• 成员集群托管 MongoDB 副本集。

使用服务网格

服务网格可以管理跨集群的 MongoDB 节点发现并处理节点间通信。下图演示了带有服务网格的多集群部署：

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无服务网格

外部域和 DNS 区域处理跨集群通信。请参阅通过外部域和 DNS 区域启用外部连接。下图演示了不使用服务网格的多集群部署：

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多集群 MongoDB Ops Manager 资源部署图

下图显示了部署在多个 Kubernetes 集群上的 MongoDB Ops Manager 应用程序、应用程序数据库和备份守护程序：

多集群 MongoDB Ops Manager 部署的关键元素：

1. 操作符集群（例如，节点集群 0）存储 kubeconfig 秘密（mongodb-enterprise-operator-multi-cluster-kubeconfig）和用于托管所有节点集群的集群映射 ConfigMap。

2. 集群映射 ConfigMaps 追踪集群名称与索引之间的关系：

   • <om_resource_name>-cluster-mapping — 将 spec.clusterSpecList 条目映射到集群索引。

   • <om_resource_name>-db-cluster-mapping — 将 spec.applicationDatabase.clusterSpecList 条目映射到集群索引。

   • <om_resource_name>-db-member-spec — 记录每个集群的副本数以进行灾难恢复。

3. 应用程序有状态集在每个集群上命名为 <om_resource_name>-<cluster_index>。操作符创建一个包含所有本地 Pod 的 ClusterIP 服务 (<om_resource_name>-svc)，外加一个可选的 LoadBalancer 服务 (<om_resource_name>-svc-ext)，用于外部访问。

4. 应用程序数据库有状态集命名为 <om_resource_name>-db-<cluster_index>。每个 Pod 服务 (<om_resource_name>-db-<cluster_index>-<pod_index>-svc) 可以在服务网格中实现单个 mongod 可寻址性。

5. 备份守护程序 StatefulSets 命名为 <om_resource_name>-backup-daemon-<cluster_index>，如果 spec.backup.enabled 为 true，则创建。

多集群网络

多集群 MongoDB Ops Manager 部署的负载均衡

对于多集群 Ops Manager 部署，每个集群都可以使用 LoadBalancer 类型服务单独公开其 Ops Manager 应用程序 Pod。使用 spec.externalConnectivity 创建此服务，并将外部域指向其外部 IP 地址。要了解有关多集群部署中配置负载均衡的更多信息，请参阅多集群 Ops Manager 部署的服务网格要求。

由于 Kubernetes 操作符不原生支持跨集群负载均衡，因此必须在外部配置负载均衡。为 MongoDB Ops Manager 部署启用跨集群负载均衡的方法如下：

• 外部负载均衡器：为所有托管 Ops Manager 应用程序的集群配置外部网络负载均衡器（直通代理）。负载均衡器以循环方式将流量转发到每个集群的 LoadBalancer 服务。下图说明了这种方法：

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• 带代理的服务网格：使用服务网格的跨集群负载均衡。在一个集群上部署代理（如 Nginx 或 HAProxy），将其对外暴露，并配置 TCP 直通到 <om_resource_name>-svc.<namespace>.svc.cluster.local。下图说明了这种方法：

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MongoDB Ops Manager 部署的多集群性能考虑

应用程序数据库和MongoDB Ops Manager实例的地理分布可能会影响MongoDB Ops Manager应用程序以及备份/恢复进程的性能。请参阅 多区域部署中的性能。

为了最大程度地发挥多集群韧性和可用性的优势，尽可能在同一地理区域部署所有组件。

可能导致性能下降的原因包括：

• MongoDB Ops Manager 应用程序与主应用程序数据库节点之间的网络延迟增加。

• 执行备份作业的 MongoDB 数据库节点和 MongoDB Ops Manager 应用程序之间的延迟增加。

如果您计划进行地理位置相距较远的部署，请联系MongoDB 支持以获取帮助。

多集群 MongoDB 数据库资源功能

以下多集群功能使用与单集群部署相同的程序：

• 使用 DNS SRV 记录连接：使用 Kubernetes 操作符 创建的秘密中的 connectionString.standardSrv DNS 种子列表连接字符串。请参阅从 Kubernetes 内部连接到 MongoDB 数据库资源，然后选择 Using the Kubernetes Secret 标签页。

• 管理数据库用户的安全性：使用与单集群部署相同的 LDAP、SCRAM、X.509 和 OIDC 身份验证程序，但有以下例外：

  • 多集群程序仅适用于副本集（不支持分片集群）。

  • 在 mongodbResourceRef 中，指定多集群副本集名称。

• 可查询备份（单集群 |onprem| 仅限）：如果 MongoDB Ops Manager 部署在单个集群上，则可以配置 可查询备份。多集群 MongoDB Ops Manager 部署不支持可查询备份。