Docker 部署 MongoDB：安装、数据持久化与启动命令

本文目标是快速搭建一套 mongodb 的环境，实现在服务器端运行 mongodb，客户端通过网络访问 mongodb。服务器上用 docker 来运行 mongodb，客户端用 pymongo 来连接和访问 mongodb。

本文目标不是深入研究 mongodb 的技术细节，而在于快速搭建一个工具，帮助后续数据分析。本文分三方面介绍：

服务器上用 docker 安装配置 mongodb
客户端用 pymongo 连接 mongodb
mongodb 的备份与恢复

1. 服务器安装配置 `mongodb`

1.1 服务器上 docker 配置

用 docker 来安装配置 mongodb，可以省去繁琐 mongodb 配置，也不会搞坏本地环境。可以查看 docker 官方网站获取安装指南，或者查看这篇文章。为提升 docker 来运行 mongodb 的体验，建议如下配置 docker：

配置国内镜像源（这里用中科大的源）

修改配置文件 /etc/docker/daemon.json，新增：
```
{
  "registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/"]
}
```
配置 docker 非 root 用户运行
1. 创建一个 docker 用户组
2. 将当前用户加入 docker 这个组

1.2 运行 `mongodb` 容器

服务器上获取 mongodb 镜像：

docker pull mongo

启动镜像（命名为 LearnMongo），注意如下规则：

端口转发 mongodb 服务默认使用端口 27017，docker 运行时需要将此端口暴露到 host 机器
存储位置 mongodb 会存储到 /data/db，docker 运行时候需要文件夹映射

整体启动命令如下：

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

通过 docker 命令查看 container 是否启动起来：

docker container ls -a | grep LearnMongo

如果有输出，则是正常运行起来；如果没有，则需要检查 docker 是否正常运行。

在客户端的机器上，可以检查服务器相关端口，来确保连接是否通畅：

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

如果客户端上没有这个输出，需要检查服务器防火墙是否打开相关端口。

2. 客户端连接 `mongodb`

mongosh 是 mongodb 的连接工具，实际使用起来并不方便；通常 python 实现的 pymongo 访问起来就比较方便。

2.1 `pymongo` 连接 `mongodb`

客户端上安装 pymongo：

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

用 pymongo 来连接客户端，需要一个 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)

此时可以获取一个 client。通过这个 client，可以对 mongodb 进行进一步访问。mongodb 默认没有密码：一方面对初学者非常友好；另外一方面也埋下了安全隐患，因为大家都会忘记设密码。

在进一步使用之前，需对 mongodb 进行一些说明：

一个 mongodb 服务中，可以有多个 database
每个 database 下面，又有多个 collection
每个 collection 中存储着许多笔数据，每一笔数据用 key-value 的形式存储，类似 python 的 dict

如果一个 database 中没有 collection，这个 database 也不存在；如果一个 collection 中没有数据，这个 collection 也不存在。当访问 database 或者 collection 时候，如果不存在，则会被自动创建。在 pymongo 中，访问方式如下：

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

2.2 `mongodb` 各种角色

mongodb 有完善权限管理，不同角色对应不同权限。如果对已经有的角色权限不满意，还可以自己创建角色。mongodb 的权限有以下几种：

read
readWrite

也有预先创建好的角色，大概是这几种：

userAdmin 某一个 database 的用户管理员（针对数据库的用户，不能修改其它数据）
userAdminAnyDatabase 可以管理任意数据库
dbAdmin 某一个 database 的 crud 管理，不能管理用户
dbAdminAnyDatabase 所有 database 的 crud 管理
root 超级用户，拥有一切权限

mongodb 权限管理基于数据库（database），在配置角色时候，需要指定数据库。对于用户的管理和数据库的管理是分开的。实际上，对于用户的管理，操作的是 mongodb 的内置 database（名字叫做 admin）。

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

创建好用户之后，需要重新运行服务器端的 mongodb，并且新增上相关命令：

mongod --auth

3. `mongodb` 备份与恢复

为了数据安全，需要定期备份数据。mongodb 也支持整个数据库备份与恢复。既可以在服务器端，也可以在客户端操作。这里介绍服务器端的备份恢复操作。

3.1 服务器端备份

使用 mongodump 进行备份，由于 mongodb 用 docker 运行，需要进入容器中：

docker exec ${container_name} mongodump ${dump_dir}

通常备份的结果在容器内部，备份完成后需要从容器内部复制出来：

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

这样的备份会将所有的 database 和 collection 备份，可以新增 --database 和 --collection 的方式指定 database 或者 collection。

3.2 服务器端恢复

现将备份好的文件夹复制到容器内部：

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

在容器内部运行 mongorestore

docker exec ${container_name} mongorestore ${dump_dir}

4. 小结

本文介绍了 mongodb 的使用方式，用 docker 运行客户端，用 pymongo 进行连接和管理 mongodb，此外还介绍了在服务器端 mongodb 的备份与恢复。

1. 服务器安装配置 mongodb

1.1 服务器上 docker 配置

1.2 运行 mongodb 容器

2. 客户端连接 mongodb

2.1 pymongo 连接 mongodb

2.2 mongodb 各种角色

3. mongodb 备份与恢复