Docker 部署 MongoDB：安裝、資料持久化與啟動命令

本文目標是快速搭建一套mongodb的環境，實現在伺服器端執行mongodb，用戶端通過網路訪問mongodb。伺服器上用 docker 來執行mongodb，用戶端用pymongo來連線和訪問mongodb。

本文目標不是深入研究mongodb的技術細節，而在於快速搭建一個工具，幫助後續資料分析。本文分三方面介紹：

伺服器上用 docker 安裝設定mongodb
用戶端用pymongo連線mongodb
mongodb的備份與恢復

1 伺服器安裝設定`mongodb`

1.1 伺服器上 docker 設定

用 docker 來安裝設定mongodb，可以省去繁瑣mongodb設定，也不會搞壞本地環境。可以檢視 docker 官方網站獲取安裝指南，或者檢視這篇文章。為提升 docker 來執行mongodb的體驗，建議如下設定 docker：

設定國內映像源（這裡用中科大的源）

修改設定檔/etc/docker/daemon.json，新增：
```
{
  "registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/"]
}
```
設定 docker 非 root 使用者執行
1. 建立一個docker使用者組
2. 將當前使用者加入docker這個組

1.2 執行`mongodb`容器

伺服器上獲取mongodb映像：

docker pull mongo

啟動映像（命名為LearnMongo），注意如下規則：

埠轉發 mongodb服務預設使用埠27017，docker 執行時需要將此埠暴露到 host 機器
儲存位置 mongodb會儲存到/data/db，docker 執行時候需要資料夾對映

整體啟動命令如下：

docker run --name LearnMongo -d -v $HOME/.LearnMongo:/data/db -p 27017:27017 mongo

通過 docker 命令檢視 container 是否啟動起來：

docker container ls -a | grep LearnMongo

如果有輸出，則是正常執行起來；如果沒有，則需要檢查 docker 是否正常執行。

在用戶端的機器上，可以檢查伺服器相關埠，來確保連線是否通暢：

curl localhost:27017
# It looks like you are trying to access mongodb over HTTP on the native driver port.

如果用戶端上沒有這個輸出，需要檢查伺服器防火牆是否開啟相關埠。

2 用戶端連線`mongodb`

mongosh是mongodb的連線工具，實際使用起來並不方便；通常 python 實現的pymongo訪問起來就比較方便。

2.1 `pymongo`連線`mongodb`

用戶端上安裝pymongo：

python3 -m pip install --user --upgrade pymongo

用pymongo來連線用戶端，需要一個client：

def get_client(host="", port="", account=None, password=None):
    login_kwargs = dict(host=host, port=port)
    if account:
        assert password is not None
        print("login with account and password")
        login_kwargs.update(dict(account=account, password=password))
    return MongoClient(**login_kwargs)

此時可以獲取一個 client。通過這個 client，可以對mongodb進行進一步訪問。mongodb預設沒有密碼：一方對初學者非常友好；另外一方面也埋下了安全隱患，因為大家都會忘記設密碼。

在進一步使用之前，需對mongodb進行一些說明：

一個mongodb服務中，可以有多個database
每個database下面，又有多個collection
每個collection中儲存著許多筆資料，每一筆資料用key-value的形式儲存，類似 python 的dict

如果一個database中沒有collection，這個database也不存在；如果一個collection中沒有資料，這個collection也不存在。當訪問database或者collection時候，如果不存在，則會被自動建立。在pymongo中，訪問方式如下：

database = client['database_name']
collection = database['collection_name']
# collection.insert_one()

2.2 `mongodb`各種角色

mongodb有完善權限管理，不同角色對應不同權限。如果對已經有的角色權限不滿意，還可以自己建立角色。mongodb的權限有以下幾種：

read
readWrite

也有預先建立好的角色，大概是這幾種：

userAdmin 某一個 database 的使用者管理員（針對資料庫的使用者，不能修改其它資料）
userAdminAnyDatabase 可以管理任意資料庫
dbAdmin 某一個 database 的 crud 管理，不能管理使用者
dbAdminAnyDatabase 所有 database 的 crud 管理
root 超級使用者，擁有一切權限

mongodb權限管理基於資料庫（database），在設定角色時候，需要指定資料庫。對於使用者的管理和資料庫的管理是分開的。實際上，對於使用者的管理，操作的是mongodb的內建database（名字叫做admin）。

admindb = client.admin
admindb.command(
        "createUser",
        "dbadmin",
        pwd="dbadmin0",
        roles=[{"role": "dbAdminAnyDatabase", "db": "admin"}],
    )

建立好使用者之後，需要重新執行伺服器端的mongodb，並且新增上相關命令：

mongod --auth

3 `mongodb`備份與恢復

為了資料安全，需要定期備份資料。mongodb也支援整個資料庫備份與恢復。既可以在伺服器端，也可以在用戶端操作。這裡介紹伺服器端的備份恢復操作。

3.1 伺服器端備份

使用mongodump進行備份，由於mongodb用 docker 執行，需要進入容器中：

docker exec ${container_name} mongodump ${dump_dir}

通常備份的結果在容器內部，備份完成後需要從容器內部複製出來：

docker cp ${container_name}:${dump_dir} ${host_local_path}

這樣的備份會將所有的 database 和 collection 備份，可以新增--database 和 --collection的方式指定 database 或者 collection。

3.2 伺服器端恢復

現將備份好的資料夾複製到容器內部：

docker cp ${host_local_path} ${container_name}:${dump_dir}

在容器內部執行mongorestore

docker exec ${container_name} mongorestore ${dump_dir}

總結

本文介紹了mongodb的使用方式，用 docker 執行用戶端，用pymongo進行連線和管理mongodb，此外還介紹了在伺服器端mongodb的備份與恢復。

1 伺服器安裝設定mongodb

1.1 伺服器上 docker 設定

1.2 執行mongodb容器

2 用戶端連線mongodb

2.1 pymongo連線mongodb

2.2 mongodb各種角色

3 mongodb備份與恢復