DevOps / Cloud /Scalability

Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo

administras?
Alejandro E Brito Monedero @ae_bm
Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

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¿Quien soy?
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Trabajo como administrador de sistemas y más

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Es...
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Conoce a MongoDB
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BD NoSQL

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Orientado a documentos

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Algunos detalles en MongoDB
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Por si voy muy rápido
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Mejor verlo graficamente
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Vista lógica de un proceso mongod
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Vista lógica como se almacenan los
documentos
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Comienzos
mongodb@db01:~$ mongod ­­dbpath /data/db ­­journal
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Backups
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mongodump / mongorestore
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Backup mediante snapshots
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Backup mediante snapshots
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Backup mediante snapshots
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Los ficheros de datos en un disco y e...
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Un mensaje de nuestros sponsors
No tienes backups hasta que has proba...
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Ahora la solución para el insomnio
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Replicación
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Llamados Replica Sets

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Asincrona

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Un solo nod...
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Replicación
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El nodo primario es elegido por mayoria

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Replicación
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Existen unos nodos llamados arbitrer, estos no tien...
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Replicación
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Replicación
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Los secundarios se sincronizan con el primario, ley...
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Opciones para configura la replicación (RS)
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Priority: Indicamos...
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Mejor verlo con diagramas
Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

Funcionamiento lógico del HA
Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

Ejemplo del uso de las prioridades
Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

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Para quitar el dolor de cabeza de no tener la BD replicada
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Para quitar el dolor de cabeza de no tener la BD replicada
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Para quitar el dolor de cabeza de no tener la BD replicada
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Comandos para manipular los replica set
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Ejemplo de configuración de un RS
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Ejemplo de rs.status() 1/2
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Ejemplo de rs.status() 2/2
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Cosas para no olvidar sobre los RS
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Vamos a hacer sharding
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Sharding
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Se usa para hacer scaling out

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Sharding
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Sharding
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Comenzar a a hacer sharding
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Comandos usados al hacer sharding
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Comandos usados al hacer sharding
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Consideraciones al hacer sharding
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Es muy importante seleccionar...
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Consideraciones al hacer sharding
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De ahora en adelante siempre ...
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Ejemplo de una arquitectura lógica para hacer sharding
Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

Ejemplo de lo que puede pasar si no detienes la migración de
chunks
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Ejemplo del comando sh.status() 1/2
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Ejemplo del comando sh.status() 2/2
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Indices
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Por ahora solo hay del tipo b-tree

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Indices
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Se pueden usar sobre arrays o documentos anidados

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Indices
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Más indices implica hacer más escrituras

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Algunas operaciones relacionadas con los indices
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Ejemplo de consulta sin indice
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Ejemplo de consulta con indice
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Monitoring y otros tips
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Existen comandos como el mongostat que ...
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Monitoring y otros tips
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Tener CPUs rápida...
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Referencias / tarea
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http://docs.mongodb.org/manual/administrati...
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Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

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Charla hecha en el Codemotion celebrado en España los dias 18 y 19 de octubre para explicar de manera introductoria como administrar un entorno de mongodb en producción. Haciendo enfasis en hacer backups y sharding. Se recomienda descargar para su mejor visualización (Gifs animados ^_^)

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Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?

  1. 1. DevOps / Cloud /Scalability Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Alejandro E Brito Monedero @ae_bm
  2. 2. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● ¿Quien soy? – Trabajo como administrador de sistemas y más – Estudié Ciencias de la Computacion – Participo en el grupo de Madrid DevOps – Aspirante a CTO (Chief Trolling Officer)
  3. 3. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?
  4. 4. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● ¿Aun no estas seguro de tu esquema de datos? ● ¿Has tenido que denormalizar tus datos? ● No quieres tener que lidiar con sistemas como pacemaker / corosync ● Te gusta manipular JSON ● Estas leyendo hacker news
  5. 5. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Conoce a MongoDB – BD NoSQL – Orientado a documentos – No joins ni transacciones completas – Es “facil” poner en alta disponibilidad y hacer sharding – Empresa valorada en 1.2 Billones de $ (sorry RAE)
  6. 6. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Algunos detalles en MongoDB – Orientado a documentos seerializados en formato BSON (Binary JSON) – Los drivers se comunican con la BD usando BSON – La manipulación sobre los documentos es atómica – Se pueden hacer reemplazos o updates parciales en los documentos – Los ficheros de la BD se manipulan con MMAP
  7. 7. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Por si voy muy rápido – El tamaño máximo de un documento (hardcoded) son 16 MiB / sino hay que usar GridFS – Se pueden hacer reemplazos o updates parciales en los documentos – Cuidado con el aumentar en exceso el tamaño de un documento, puedes forzar una relocalizacion (vease record size)
  8. 8. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Por si voy muy rápido – Los ficheros de la BD se manipulan con MMAP – _id identificador único del documento (único por colección) – Las capped collections ya estan ordenadas por orden de insercion – Locks a nivel de BD (v 2.2.X) con prioridad para las escrituras (vease problema de lectores y escritores)
  9. 9. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Mejor verlo graficamente
  10. 10. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Vista lógica de un proceso mongod
  11. 11. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Vista lógica como se almacenan los documentos
  12. 12. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Comienzos mongodb@db01:~$ mongod ­­dbpath /data/db ­­journal
  13. 13. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?
  14. 14. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Backups – mongodump / mongorestore ● ● Carga un poco al sistema ● – Fácil Altera el page cache Usando snapshots ● Es necesario tener el journal activo ● Rápido ● Tienen que ser consistentes (SO y FS adecuados)
  15. 15. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Backup mediante snapshots – Si todos los ficheros de datos y el journal estan en un mismo disco ● ● Hacer un snapshot con LVM ó EBS ó lo que uses para hacer snapshots Para restaurar simplemente iniciar un mongod con la data del snapshot
  16. 16. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Backup mediante snapshots – Si los ficheros de datos estan en disco y el journal en otro o usas RAID 1+0 con EBSs ● Bloquear la BD – sincronizar (en el mongod) db.fsyncLock(); Hacer el snapshot – ● ● Desbloquear la BD (no confiar en el autocompletar) – db.fsyncUnlock();
  17. 17. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Backup mediante snapshots – Los ficheros de datos en un disco y el journal en otro o usas RAID 1+0 con EBSs (conectado al mongod) ● Para restaurar seguir el proceso equivalente al caso anterior
  18. 18. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Un mensaje de nuestros sponsors No tienes backups hasta que has probado que se hacen correctamente
  19. 19. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ahora la solución para el insomnio
  20. 20. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Replicación – Llamados Replica Sets – Asincrona – Un solo nodo actua como primario (el único que procesa escrituras) – Basada en statatements (change) – Auto failover – Auto node recovery
  21. 21. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Replicación – El nodo primario es elegido por mayoria – El nodo con la data más actual es el favorito – Si se usa ack clusterwide no es necesario hacer rollback (para cuando un antiguo primario se vuelve a unir al cluster) – Distintos niveles de preferencias para hacer lecturas
  22. 22. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Replicación – Existen unos nodos llamados arbitrer, estos no tienen data pero votan en la elección del primario – Siempre debe haber un número impar de votos para evitar un caso de split-brain – Se pueden tener nodos secundarios con sincronizacion retardada (util para cuando un error humano se replica XD)
  23. 23. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Replicación – El cliente puede escoger el nivel de garantia que necesitamos al escribir datos ● Ninguno ● Escrito en 1 nodo ● Escrito en N nodos ● Escrito en la mayoria de los nodos ● Escrito en los nodos con el tag indicado
  24. 24. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Replicación – Los secundarios se sincronizan con el primario, leyendo una capped collection llamada oplog ● Debe ser lo suficientemente grande para que el primario no sobreescriba datos que los secundarios no han consumido – Se pueden tener nodos hidden (prácticos para hacer backups) – Máximo 12 nodos, de los cuales máximo 7 pueden tener voto
  25. 25. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Opciones para configura la replicación (RS) – Priority: Indicamos nuestra preferencia por un primario – Hidden: Nodo oculto (no es visto ni consultado por los clientes) – Arbitrer – SlaveDelay: Indicar el retardo que tiene la replica – Tags: Para tener datacenter o rack awareness – Vote
  26. 26. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Mejor verlo con diagramas
  27. 27. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Funcionamiento lógico del HA
  28. 28. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo del uso de las prioridades
  29. 29. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Para quitar el dolor de cabeza de no tener la BD replicada – Apagar el proceso mongod ● ● – Puedes hacer un fichero de configuracion para ahorrar el pasar tantos parametros al iniciar mongod (ejem: El RS) Hacer un snapshot no estaria de más Iniciar mongod indicando el RS al que pertenece (Aunque el proceso este arriba, como no esta inicializado, no hay primario, solo se pueden hacer operaciones administrativas
  30. 30. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Para quitar el dolor de cabeza de no tener la BD replicada – Crear una configuración con el nombre con el nombre con el que los clientes y otros miembros se conectaran al nodo – Iniciar el replica set – Ya tenemos mayoria, se elige un primario y se pueden aceptar lecturas y escrituras – Sacar un snapshot para crear el secundario N y asi ahorrarnos un full sync (hay que tener un oplog lo suficientemente grande)
  31. 31. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Para quitar el dolor de cabeza de no tener la BD replicada – Crear la máquina nueva con los datos del snapshot más reciente – Iniciar mongod indicando el replica set – Conectarse al nodo primario y agregar el nodo – Esperar a que se sincronice (esperemos que no sea un full sync) – Irse de vacaciones
  32. 32. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Comandos para manipular los replica set – rs.initiate(cfg): Iniciar el RS, donde cfg es un documento JSON con la configuración – rs.add("dbXX"): Agrega un nodo al RS – rs.config(): Muestra la configuración actual – rs.status(): Ver estado del RS – rs.isMaster() – db.printReplicationInfo(): Ver info sobre la replicación y el oplog
  33. 33. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de configuración de un RS
  34. 34. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de rs.status() 1/2
  35. 35. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de rs.status() 2/2
  36. 36. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de db.printReplicationInfo()
  37. 37. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Cosas para no olvidar sobre los RS – Sirven para hacer rolling updates (S-S-P) – Se pueden tener nodos dedicados para hacer backups – Se pueden tener nodos que repliquen con un retardo – Cuidado con la latencia y el tamaño del oplog – Distribuir los nodos en distintos sitios físicos (sea un entorno cloud o no)
  38. 38. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Vamos a hacer sharding
  39. 39. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Sharding – Se usa para hacer scaling out – Se hace mediante rangos, según la llave seleccionada – La data se divide en chunks, los cuales se pueden migrar de un shard a otro hasta que todos los shards esten balanceados – Se hace a nivel de colección
  40. 40. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Sharding – Existen 2 tipos de operaciones en background ● ● Split: cambia el metadata de un chunk al dividirlo (operación no costosa) Migrate: para mantener el balance, copia el chunk a otro shard, despues actualiza la metadata. Se hace sin downtime, pero es una operación costosa
  41. 41. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Sharding – Los clientes se conectan a un proceso llamado mongos (es un proxy que sabe en que shard está almacenada la información) – Se deberian tener 3 procesos mongod que sirven de config servers (tienen la metadata que mapea un rango de la shard key con el shard correspondiente) – Los config servers funcionan con 2 phase commit, así que si no estan los 3 no se puede actualizar la metadata
  42. 42. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Comenzar a a hacer sharding – Iniciar 3 mongod en máquinas distintas como config servers (no olvidar el crear el dbpath) – Iniciar un mongos, indicandole las direcciones de los 3 config servers – Conectarse al mongos y agregar un shard indicando el replica set y al menos un miembro – Habilitar el sharding en la bd que contiene la colección que nos interesa fragmentar
  43. 43. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Comenzar a a hacer sharding – Crear un indice en la colección, la que usaremos como shard key – Activar el sharding en la colección indicando el indice a usar como shard key – Si queremos agregar más replica sets, repetimos el punto de agregar shards
  44. 44. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Hacer backups con sharding – Detener el balanceador, sino puede que al hacer un respaldo, haya información que se este migrando de shard y que se pierda o se duplique – Hacer backup de los servidores de config apagando uno y haciendo mongodump, para evitar cambios en la metadata – Hacer el backup de cada shard – Activar de nuevo los 3 config servers – Iniciar el balanceador
  45. 45. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Comandos usados al hacer sharding – sh.addShard() – sh.status() – sh.enableSharding() – sh.shardCollection() – sh.stopBalancer() – sh.startBalancer()
  46. 46. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Comandos usados al hacer sharding – sh.getBalancerState(): Ver si el balancer está activo – sh.isBalancerRunning(): Ver si hay migraciones en proceso
  47. 47. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Consideraciones al hacer sharding – Es muy importante seleccionar un shard key que no presente crecimiento monotono y con mucha cardinalidad, ahora hay un helper que maneja la shard key usando un hash – Después de escoger un shard key no se puede cambiar
  48. 48. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Consideraciones al hacer sharding – De ahora en adelante siempre operar a traves de un mongos, a menos que se tenga que manipular un replica set – Si vas a hacer un bulk load considera hacer pre splitting, así ahorras las actualizacione de metadata que hacen los config servers
  49. 49. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de una arquitectura lógica para hacer sharding
  50. 50. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de lo que puede pasar si no detienes la migración de chunks
  51. 51. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo del comando sh.status() 1/2
  52. 52. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo del comando sh.status() 2/2
  53. 53. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Indices – Por ahora solo hay del tipo b-tree – Pueden ser simples o compuestos – En los indices compuestos importa el orden de los campos con los que se creo el indice – Si no se crean en background (ensureIndex) son bloqueantes – Permiten duplicados
  54. 54. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Indices – Se pueden usar sobre arrays o documentos anidados – Soportan el modo sparse, es bueno usar este tipo cuando se hacen indices sobre campos que no están en un porcentaje alto de documentos ~ 95% – También hay indices geoespaciales – Mejoran las lecturas pero las escrituras se hacen más lentas
  55. 55. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Indices – Más indices implica hacer más escrituras – Si el documento tiene que ser relocalizado dentro del fichero tambien hay que actualizar el indice – Es más rápido construir un indice despues de un import que tenerlo creado antes hacer un bulk import – Cada cierto número de consultas la BD prueba varios planes para saber cual es el mejor plan a seguir al hacer la consulta
  56. 56. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Algunas operaciones relacionadas con los indices – .hint(): Sirve para forzar a usar un indice en particular – .explain(): Con esto sabemos si nos conviene crear un indice para la consulta o si se está usando el indice
  57. 57. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de consulta sin indice
  58. 58. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? Ejemplo de consulta con indice
  59. 59. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Monitoring y otros tips – Existen comandos como el mongostat que nos sirven para ver cosas como los fallos de página, el % de bloqueo de las bbdd, el tamaño del conjunto residente y todas esas cosas que aprendiste en sistemas operativos ^_^ – Mongodb (la compañia) ofrece un servicio de monitoring en cloud (MMS), por si te sientes cansado o no tienes tiempo
  60. 60. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Monitoring y otros tips – RAM, más es mejor – Tener CPUs rápidas – Discos rápidos – Tener la data y el journal en spindles distintos – Usar RAID 1+0 – Desactivar NUMA o hacer malabarismos con cgroups – Usar tamaños de readahead pequeños por la entrada y salida aleatoria
  61. 61. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras?
  62. 62. Así que pusiste MongoDB. Dime ¿cómo lo administras? ● Referencias / tarea – http://docs.mongodb.org/manual/administration/ – http://media.amazonwebservices.com/AWS_NoSQL_MongoDB.pdf – https://education.mongodb.com/ – http://docs.mongodb.org/manual/administration/production-notes/ – Para ver pruebas de stress sobre BD distribuidas http://aphyr.com/tags/jepsen – No olviden visitar http://madrid.devops.es/
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