FerretDB：假扮成MongoDB的PostgreSQL

MongoDB 曾经是一项令人惊叹的技术，让开发者能够抛开关系型数据库的“模式束缚”，快速构建应用程序。然而随着时间推移，MongoDB 放弃了它的开源本质，这使得许多开源项目和早期商业项目无法使用它。

大多数 MongoDB 用户其实并不需要 MongoDB 提供的高级功能，但他们确实需要一个易于使用的开源文档数据库解决方案。PostgreSQL 的 JSON 功能支持已经足够完善了：二进制存储 JSONB，GIN 任意字段索引 ，各种 JSON 处理函数，JSON PATH 和 JSON Schema，PG早已是一个功能完备，性能强大的文档数据库了。但是提供替代的功能，和直接仿真还是不一样的。

为了填补这个空白，FerretDB 应运而生，旨在提供一个真正开源的 MongoDB 替代。这是一个非常有趣的项目，之前的名字叫 “MangoDB”，因为有碰瓷 "MongoDB" 的嫌疑（芒果DB vs 蒙古DB），所以在 1.0 版本改成了现在的名字 FerretDB。FerretDB 可以为使用 MongoDB 驱动的应用提供一个丝滑迁移到 PostgreSQL 的过渡方案。

它的功能就是让 PostgreSQL 假扮成 MongoDB。它是一个为 PG 提供 MongoDB Wire Protocol 支持的协议转换中间件/Proxy。上次做过这种事的插件是 AWS 的 Babelfish，让 PostgreSQL 兼容 SQL Service 的线缆协议假扮成 Microsoft SQL Server。

FerretDB 作为一个选装组件，对丰富 PostgreSQL 生态大有裨益。Pigsty 在 1.x 中就提供了基于 Docker 的 FerretDB 模板，在 v2.3 中更是提供了原生部署支持。目前，Pigsty 社区已经与 FerretDB 社区成为了合作伙伴，后续将进行深度的合作与适配支持。

本文简单介绍了 FerretDB 的安装、部署与使用。

配置

在部署 Mongo (FerretDB) 集群前，你需要先在配置清单中使用相关参数定义好它。下面的例子将默认的单节点 pg-meta
 集群的 meta
 数据库作为 FerretDB 的底层存储：

ferret:
  hosts: { 10.10.10.10: { mongo_seq: 1 } }
  vars:
    mongo_cluster: ferret
    mongo_pgurl: 'postgres://dbuser_meta:DBUser.Meta@10.10.10.10:5432/meta'
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这里 mongo_cluster
 与 mongo_seq
 属于不可或缺的身份参数，对于 FerretDB 来说，还有一个必须提供的参数是 mongo_pgurl
，指定了底层 PG 的位置。

您可以使用 服务 来接入高可用的 PostgreSQL 集群，并部署多个 FerretDB 实例副本并绑定 L2 VIP 以实现 FerretDB 层本身的高可用。

ferret-ha:
  hosts:
    10.10.10.45: { mongo_seq: 1 }
    10.10.10.46: { mongo_seq: 2 }
    10.10.10.47: { mongo_seq: 3 }
  vars:
    mongo_cluster: ferret
    mongo_pgurl: 'postgres://test:test@10.10.10.3:5436/test'
    vip_enabled: true
    vip_vrid: 128
    vip_address: 10.10.10.99
    vip_interface: eth1
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管理

创建Mongo集群

在配置清单中定义好MONGO集群后，您可以使用以下命令完成安装。

./mongo.yml -l ferret   # 在 ferret 分组上安装“MongoDB/FerretDB”
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因为 FerretDB 使用了 PostgreSQL 作为底层存储，所以重复运行此剧本通常并无大碍。

移除Mongo集群

要移除 Mongo/FerretDB 集群，运行 mongo.yml
剧本的子任务：mongo_purge
，并使用 mongo_purge
 命令行参数即可：

./mongo.yml -e mongo_purge=true -t mongo_purge
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安装MongoSH

您可以使用 MongoSH 作为客户端工具访问 FerretDB 集群

cat > /etc/yum.repos.d/mongo.repo <<EOF
[mongodb-org-6.0]
name=MongoDB Repository
baseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/6.0/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-6.0.asc
EOF
yum install -y mongodb-mongosh
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当然，您也可以直接安装 mongosh
 的 RPM 包：

rpm -ivh https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/mongodb/yum/el7/RPMS/mongodb-mongosh-1.9.1.x86_64.rpm
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连接到FerretDB

你可以使用 MongoDB 连接串，用任何语言的 MongoDB 驱动访问 FerretDB，这里以上面安装的 mongosh
 命令行工具为例：

mongosh 'mongodb://dbuser_meta:DBUser.Meta@10.10.10.10:27017?authMechanism=PLAIN'
mongosh 'mongodb://test:test@10.10.10.11:27017/test?authMechanism=PLAIN'
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Pigsty 管理的 PostgreSQL 集群默认使用 scram-sha-256
 作为默认的认证方式，因此，您必须使用 PLAIN
 认证方式连接至 FerretDB。参阅 FerretDB：认证^[17] 获取详细信息。

你也可以使用其他 PostgreSQL 用户来访问 FerretDB，只要在连接串中指定即可：

mongosh 'mongodb://dbuser_dba:DBUser.DBA@10.10.10.10:27017?authMechanism=PLAIN'
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快速上手

你可以连接到 FerretDB 并假装它是一个 MongoDB 集群。

$ mongosh 'mongodb://dbuser_meta:DBUser.Meta@10.10.10.10:27017?authMechanism=PLAIN'
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MongoDB 的命令会被翻译为SQL
命令，在底下的 PostgreSQL 中执行：

use test                            # CREATE SCHEMA test;
db.dropDatabase()                   # DROP SCHEMA test;
db.createCollection('posts')        # CREATE TABLE posts(_data JSONB,...)
db.posts.insert({                   # INSERT INTO posts VALUES(...);
    title: 'Post One',body: 'Body of post one',category: 'News',tags: ['news', 'events'],
    user: {name: 'John Doe',status: 'author'},date: Date()}
)
db.posts.find().limit(2).pretty()   # SELECT * FROM posts LIMIT 2;
db.posts.createIndex({ title: 1 })  # CREATE INDEX ON posts(_data->>'title');
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如果你不是很熟悉 MongoDB，这里有一个快速上手教程，同样适用于 FerretDB： Perform CRUD Operations with MongoDB Shell^[18]

如果你希望生成一些样例负载，可以使用 mongosh
 执行以下的简易测试剧本：

cat > benchmark.js <<'EOF'
const coll = "testColl";
const numDocs = 10000;


for (let i = 0; i < numDocs; i++) {  // insert
  db.getCollection(coll).insert({ num: i, name: "MongoDB Benchmark Test" });
}


for (let i = 0; i < numDocs; i++) {  // select
  db.getCollection(coll).find({ num: i });
}


for (let i = 0; i < numDocs; i++) {  // update
  db.getCollection(coll).update({ num: i }, { $set: { name: "Updated" } });
}


for (let i = 0; i < numDocs; i++) {  // delete
  db.getCollection(coll).deleteOne({ num: i });
}
EOF


mongosh 'mongodb://dbuser_meta:DBUser.Meta@10.10.10.10:27017?authMechanism=PLAIN' benchmark.js
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你可以查阅 FerretDB 支持的 MongoDB命令，同时还有一些已知的区别，对于基本的使用来说，通常不是什么大问题。

剧本

Pigsty 提供了一个内置的剧本： mongo.yml
，用于在节点上安装 FerretDB 集群。

mongo.yml

该剧本由以下子任务组成：

•mongo_check
 ：检查 mongo 身份参数•mongo_dbsu
 ：创建操作系统用户 mongod•mongo_install
 ：安装 mongo/ferretdb RPM包•mongo_purge
 ：清理现有 mongo/ferretdb 集群（默认不执行）•mongo_config
 ：配置 mongo/ferretdb

•mongo_cert
 ：签发 mongo/ferretdb SSL证书

•mongo_launch
 ：启动 mongo/ferretdb 服务•mongo_register
：将 mongo/ferretdb 注册到 Prometheus 监控中

监控

MONGO 模块提供了一个简单的监控面板：Mongo Overview

Mongo Overview

Mongo Overview: Mongo/FerretDB 集群概览

这个监控面板提供了关于 FerretDB 的基本监控指标，因为 FerretDB 底层使用了 PostgreSQL，所以更多的监控指标，还请参考 PostgreSQL 本身的监控。

参数

MONGO
^[24] 模块中提供了9个相关的配置参数，如下表所示：

# mongo_cluster:        #CLUSTER  # mongo cluster name, required identity parameter
# mongo_seq: 0          #INSTANCE # mongo instance seq number, required identity parameter
# mongo_pgurl: 'postgres:///'     # mongo/ferretdb underlying postgresql url, required
mongo_ssl_enabled: false          # mongo/ferretdb ssl enabled, false by default
mongo_listen: ''                  # mongo/ferretdb listen address, '' for all addr
mongo_port: 27017                 # mongo/ferretdb listen port, 27017 by default
mongo_ssl_port: 27018             # mongo/ferretdb tls listen port, 27018 by default
mongo_exporter_port: 9216         # mongo/ferretdb exporter port, 9216 by default
mongo_extra_vars: ''              # extra environment variables for mongo/ferretdb
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