2. 副本集部署规划与硬件选型

副本集部署规划的核心，是把业务对读写比例、数据规模、延迟和可用性的要求，翻译成一组可落地的节点角色、数量与硬件参数。规划做错，后期扩容和故障切换都会付出高昂代价。本节围绕“先定角色、再定数量、后定硬件与网络”的顺序展开，并给出可直接参考的示例参数。

一、从业务特征推导节点角色

副本集节点并非只有主从两种。规划时先明确四类角色的职责边界：

• 主节点（Primary）：唯一接受写入，承载全部写流量与大部分强一致读。
• 从节点（Secondary）：通过 oplog 持续复制，可承担读流量、参与选举投票。
• 隐藏节点（Hidden）：priority=0、hidden=true，不参与选举、对客户端不可见，专用于备份、报表或离线分析。
• 延迟节点（Delayed）：priority=0、hidden=true，并设置 slaveDelay，用于抵御误删、误更新等人为逻辑错误。

读写比例决定从节点数量与读偏好策略。若业务读:写约为 8:2，且允许最终一致读，可部署 2 个可读从节点分担查询；若写占比高、读多为强一致，则从节点主要用于冗余而非分流。数据规模决定存储与内存下限，延迟要求决定是否必须把节点分散到低延迟同城机房。

二、节点数量、优先级与投票权

生产环境推荐 3 节点或 5 节点投票成员，保证多数派为 2 或 3，能容忍 1 或 2 个节点故障。节点总数建议为奇数，避免选举平票。优先级用于控制主节点归属：核心机房节点 priority 设为 2，同城灾备节点设为 1，隐藏与延迟节点设为 0。

投票权（votes）默认 1，最多 7 个投票成员。当节点数超过 7 时，应把部分从节点设为 votes=0、priority=0 的非投票成员，仅做数据冗余，避免选举开销膨胀。下面给出一个 5 节点规划的示例配置，参数为教学假设值：

// 示例：5 节点副本集角色规划（假设值）
cfg = {
  _id: "rs_prod",
  members: [
    { _id: 0, host: "mongo-a1:27017", priority: 2, votes: 1 },   // 主机房主选
    { _id: 1, host: "mongo-a2:27017", priority: 1, votes: 1 },   // 主机房从
    { _id: 2, host: "mongo-b1:27017", priority: 1, votes: 1 },   // 同城灾备
    { _id: 3, host: "mongo-a3:27017", priority: 0, votes: 0,
      hidden: true },                                            // 备份/报表
    { _id: 4, host: "mongo-a4:27017", priority: 0, votes: 0,
      hidden: true, slaveDelay: 3600 }                           // 延迟1小时
  ]
}
rs.initiate(cfg)

该规划中投票成员为 3 个（_id 0/1/2），多数派为 2，可容忍 1 个投票节点故障；隐藏与延迟节点不参与选举，故障不影响可用性。slaveDelay=3600 表示延迟节点落后主节点 1 小时，误操作后有约 1 小时的恢复窗口。

三、硬件选型：内存、存储与 CPU

MongoDB 对内存最敏感。WiredTiger 默认使用约 50% 物理内存作为缓存，工作集应尽量装入内存。经验上，若热数据集为 200GB，单节点内存建议不低于 64GB，并预留系统与连接开销。存储优先选择本地 NVMe SSD，避免网络存储带来的写延迟抖动；oplog 与数据文件同盘时，需按写入量预留空间。

CPU 方面，副本集节点需处理查询、复制和选举，建议每节点 8 核以上；若承担聚合或索引构建，可提升到 16 核。网络建议万兆内网，跨机房复制链路延迟控制在 5ms 以内，否则延迟节点与选举超时参数需要重新评估。

表中参数为示例假设值，实际应按数据规模、写入速率和恢复时间目标（RTO/RPO）调整。例如日增数据 50GB、保留 90 天，则单节点至少需要 4.5TB 可用空间，并预留 30% 余量。

四、服务器与网络配置要点

操作系统层面，建议关闭透明大页（THP），设置 vm.swappiness=1，避免内存换页导致延迟尖刺。文件系统使用 XFS 或 ext4，挂载时启用 noatime。副本集各节点必须能通过主机名互相解析，/etc/hosts 或 DNS 中统一使用 rs 配置里的 host 名称，否则 rs.initiate 后会出现节点无法互连。

# 示例：Linux 基础调优（需 root）
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
sysctl -w vm.swappiness=1
# 挂载示例
# /dev/nvme0n1p1 /data xfs defaults,noatime 0 0

网络配置需保证：节点间 27017 端口互通；跨机房链路带宽满足 oplog 复制峰值；防火墙放行副本集内部通信。若使用 TLS，还需统一证书与 CA。完成配置后，通过 rs.status() 检查各节点 stateStr、health 与 optime 是否正常，确认延迟节点 lag 稳定在设定值附近。