MongoDB技术管理与运维 培训

模块1：MongoDB简介与架构（4小时）

内容：

• MongoDB的历史和生态系统
• 典型用例、优缺点
• 总体架构：实例、进程和配置

实践：

• 互动探索：使用Mongo Shell/CLI连接
• 创建示例数据库和集合

模块2：安装与初始配置（6小时）

内容：

• 硬件和资源需求
• 在Linux（deb/rpm）、Windows和macOS上的安装
• YAML配置文件（mongod.conf）：dataDir、logDir、bindIp、port
• 启动选项和systemd/服务管理

实践：

• 在本地虚拟机或Docker容器中部署实例
• 根据开发与生产环境调整配置
• 验证安全的远程连接

模块3：数据建模与基本操作（5小时）

内容：

• BSON文档、集合、数据库
• 建模：嵌入与引用；数据设计模式
• 基本索引（提前介绍）
• 使用Mongo Shell和驱动脚本示例进行操作

实践：

• 建模用例：库存或计费系统
• 实现CRUD操作
• 使用MongoDB中的JSON Schema进行模式验证

模块4：索引与性能（4小时）

内容：

• 简单、复合、多键、文本和地理空间索引
• 使用explain()并分析指标
• 索引对写入性能和内存的影响

实践：

• 使用测试数据创建集合
• 测试带索引和不带索引的查询；解释explain()结果
• 根据访问模式调整索引

模块5：安全性（5小时）

内容：

• 身份验证机制：SCRAM、LDAP/Kerberos（简介）
• 定义用户和自定义角色
• 客户端与服务器之间的TLS/SSL
• 静态加密：密钥配置
• 基本审计日志

实践：

• 创建具有最小权限的用户
• 在本地实例中配置TLS
• 验证未授权访问并检查审计日志

模块6：复制与高可用性（6小时）

内容：

• 复制概念：主节点、从节点、oplog
• 副本集配置：初始化、成员、仲裁
• 监控状态和选举
• 维护：添加/移除成员、重新分配优先级

实践：

• 部署三节点副本集（本地或虚拟机）
• 模拟主节点故障并观察故障转移
• 重建从节点并恢复副本

模块7：分片与水平扩展（6小时）

内容：

• 分片概念：分片键、配置服务器、mongos路由器
• 分片键选择及相关风险
• 部署配置服务器、分片和mongos
• 再平衡和块迁移

实践：

• 配置简单的分片集群
• 插入大规模数据并观察分布
• 引入分片键更改并了解限制

模块8：备份、恢复与灾难恢复（4小时）

内容：

• 原生工具：mongodump/mongorestore、文件系统快照
• 副本集和分片集群中的备份
• 使用Cloud Manager/Ops Manager进行备份的基本用法
• 灾难恢复（DR）规划：RTO、RPO

实践：

• 在测试数据库上执行备份和恢复
• 模拟故障并从备份中恢复
• 为假设案例设计灾难恢复计划

模块9：监控与告警（4小时）

内容：

• 工具：mongostat、mongotop、Cloud Manager/Atlas监控
• 与Prometheus + Grafana集成（概念和示例）
• 关键指标：CPU、内存、I/O、oplog大小、延迟
• 告警：定义阈值和通知

实践：

• 部署本地或基于容器的监控代理
• 使用示例指标设置基本仪表板
• 模拟负载并观察告警

模块10：维护、升级与最佳实践（4小时）

内容：

• 副本集和分片集群的升级策略
• 数据清理、压缩、完整性检查
• 查看日志和定期审计
• 自动化日常任务（脚本、cronjobs、Ansible、Terraform）
• 数据保留和归档策略

实践：

• 在受控环境中模拟次要和主要升级
• 创建用于备份和监控的自动化脚本
• 制定定期维护检查清单

总结与后续步骤