Amazon DocumentDB 集群架构 #

DocumentDB架构：
├── 集群层
│   ├── 主实例（Primary）
│   └── 只读副本（Replicas）
│
├── 存储层
│   ├── 存储卷（跨3个AZ）
│   ├── 6份数据副本
│   └── 自动扩展
│
└── 网络层
    ├── VPC
    ├── 安全组
    └── 集群端点

架构优势：
├── 存储计算分离
├── 自动故障转移
├── 弹性扩展
├── 高可用性
├── 数据持久性
└── 完全托管

主实例职责：
├── 处理所有写操作
├── 管理数据复制
├── 协调故障转移
├── 执行DDL操作
├── 维护索引
└── 管理事务

只读副本特点：
├── 处理读请求
├── 数据异步复制
├── 最多15个副本
├── 可跨可用区部署
├── 故障转移候选
└── 独立扩展

存储特点：
├── 自动扩展（最大64TB）
├── 6副本跨3个AZ
├── 自动修复
├── 存储加密
├── 独立于实例
└── 按使用付费

存储卷结构：
├── 数据卷
│   ├── 集合数据
│   └── 索引数据
│
├── 日志卷
│   ├── 操作日志
│   └── 事务日志
│
└── 系统卷
    ├── 元数据
    └── 配置信息

复制机制：
├── 同步写入存储卷
├── 异步复制到副本
├── 6副本跨3个AZ
├── 自动故障检测
└── 自动数据修复

自动扩展：
├── 无需预分配
├── 按需增长
├── 最大64TB
├── 不影响性能
└── 自动管理

写入流程：
├── 1. 客户端发送写请求
├── 2. 主实例接收请求
├── 3. 写入存储卷（同步）
├── 4. 返回确认给客户端
├── 5. 异步复制到副本
└── 6. 副本应用变更

读取流程：
├── 主实例读取
│   ├── 通过集群端点
│   └── 读取最新数据
│
└── 副本读取
    ├── 通过读取器端点
    ├── 负载均衡到副本
    └── 可能存在延迟

复制延迟因素：
├── 写入负载
├── 网络状况
├── 副本数量
├── 实例规格
└── 数据大小

监控指标：
├── ReplicationLag
├── DMLThroughput
└── NetworkThroughput

故障检测机制：
├── 健康检查（定期）
├── 心跳检测
├── 存储层检测
├── 网络检测
└── 自动触发故障转移

故障转移流程：
├── 1. 检测到主实例故障
├── 2. 选择新的主实例
├── 3. 提升副本为主
├── 4. 更新集群端点
├── 5. 重新配置副本
└── 6. 客户端自动重连

故障转移时间：
├── 检测时间：30-60秒
├── 提升时间：10-30秒
├── 端点更新：30秒内
├── 总时间：通常<2分钟
└── 自动恢复

# 设置故障转移优先级
aws docdb modify-db-instance \
  --db-instance-identifier my-replica-1 \
  --promotion-tier 1

# 优先级说明
# 0-15：数字越小优先级越高
# 0：最高优先级
# 15：最低优先级

端点类型：
├── 集群端点（Cluster Endpoint）
│   ├── 指向主实例
│   ├── 用于写操作
│   ├── 故障转移时自动切换
│   └── 格式：cluster-xxx.docdb.amazonaws.com
│
├── 读取器端点（Reader Endpoint）
│   ├── 负载均衡到副本
│   ├── 用于读操作
│   ├── 自动分配副本
│   └── 格式：cluster-xxx-us-east-1.docdb.amazonaws.com
│
└── 实例端点（Instance Endpoint）
    ├── 指向特定实例
    ├── 用于特定场景
    ├── 直接访问实例
    └── 格式：instance-xxx.docdb.amazonaws.com

// 连接集群端点（写操作）
const writeClient = new MongoClient(
  "mongodb://user:pass@my-cluster.cluster-xxx.docdb.amazonaws.com:27017"
);

// 连接读取器端点（读操作）
const readClient = new MongoClient(
  "mongodb://user:pass@my-cluster.cluster-xxx-us-east-1.docdb.amazonaws.com:27017"
);

# 查看集群端点
aws docdb describe-db-clusters \
  --db-cluster-identifier my-cluster

# 输出
{
  "Endpoint": "my-cluster.cluster-xxx.docdb.amazonaws.com",
  "Port": 27017,
  "ReaderEndpoint": "my-cluster.cluster-xxx-us-east-1.docdb.amazonaws.com"
}

读扩展方法：
├── 添加只读副本
├── 使用读取器端点
├── 配置读偏好
├── 分散读负载
└── 最多15个副本

写扩展方法：
├── 纵向扩展主实例
├── 优化写入模式
├── 批量写入
├── 使用分片（全局集群）
└── 合理设计索引

存储扩展：
├── 自动扩展
├── 无需手动干预
├── 最大64TB
├── 按使用付费
└── 不影响性能

全局集群特点：
├── 跨区域部署
├── 主区域可写
├── 辅助区域只读
├── 低延迟全球访问
└── 灾难恢复能力

# 创建全局集群
aws docdb create-global-cluster \
  --global-cluster-identifier my-global-cluster \
  --source-db-cluster-identifier arn:aws:rds:us-east-1:123:cluster:my-cluster

# 添加辅助集群
aws docdb create-db-cluster \
  --db-cluster-identifier my-cluster-eu \
  --global-cluster-identifier my-global-cluster \
  --region eu-west-1

// 连接不同区域
const usClient = new MongoClient(
  "mongodb://user:pass@my-cluster.cluster-xxx-us-east-1.docdb.amazonaws.com"
);

const euClient = new MongoClient(
  "mongodb://user:pass@my-cluster-eu.cluster-xxx-eu-west-1.docdb.amazonaws.com"
);

多可用区配置：
├── 主实例：AZ-1
├── 副本1：AZ-2
├── 副本2：AZ-3
└── 存储：跨3个AZ

# 指定可用区
aws docdb create-db-instance \
  --db-instance-identifier my-replica-1 \
  --db-cluster-identifier my-cluster \
  --availability-zone us-east-1a

高可用建议：
├── 至少部署2个副本
├── 跨多个可用区
├── 配置故障转移优先级
├── 使用集群端点
├── 实现应用重连机制
└── 定期测试故障转移

副本数量建议：
├── 开发环境：0-1个副本
├── 小型生产：1-2个副本
├── 中型生产：2-3个副本
├── 大型生产：3-5个副本
└── 高可用要求：至少2个副本

// 连接池配置
const client = new MongoClient(uri, {
  maxPoolSize: 100,
  minPoolSize: 10,
  maxIdleTimeMS: 60000,
  waitQueueTimeoutMS: 5000,
  connectTimeoutMS: 10000
});

监控指标：
├── CPUUtilization
├── FreeableMemory
├── DatabaseConnections
├── ReadIOPS/WriteIOPS
├── ReadLatency/WriteLatency
├── ReplicationLag
├── BufferCacheHitRatio
└── NetworkThroughput

# 创建CPU告警
aws cloudwatch put-metric-alarm \
  --alarm-name docdb-high-cpu \
  --metric-name CPUUtilization \
  --namespace AWS/DocDB \
  --statistic Average \
  --period 300 \
  --threshold 80 \
  --comparison-operator GreaterThanThreshold \
  --evaluation-periods 2

架构最佳实践：
├── 理解存储计算分离
├── 合理配置副本数量
├── 使用正确的端点
├── 实现故障转移处理
├── 监控关键指标
└── 定期测试高可用