MongoDB 技術管理與操作培訓

模組 1：簡介與 MongoDB 架構 (4 小時)

內容：

• MongoDB 的歷史與生態系統
• 典型使用案例、優缺點
• 一般架構：執行個體、程序與配置

練習：

• 互動式探索：使用 Mongo Shell/CLI 連接
• 建立範例資料庫與集合

模組 2：安裝與初步配置 (6 小時)

內容：

• 硬體與資源需求
• 在 Linux (deb/rpm)、Windows 及 macOS 上的安裝
• YAML 配置檔 (mongod.conf)：dataDir, logDir, bindIp, port
• 啟動選項與 systemd/service 管理

練習：

• 在本地虛擬機器或 Docker 容器中部署執行個體
• 針對開發與生產環境調整配置
• 驗證安全的遠端連接性

模組 3：資料建模與基本操作 (5 小時)

內容：

• BSON 文件、集合、資料庫
• 建模：嵌入 vs 引用；資料設計模式
• 基本索引（先前已介紹）
• 使用 Mongo Shell 進行操作及使用驅動程式的腳本範例

練習：

• 建模使用案例：庫存或計費系統
• 實作 CRUD 操作
• 在 MongoDB 中使用 JSON Schema 進行模式驗證

模組 4：索引與性能 (4 小時)

內容：

• 簡單、複合、多鍵、文字及地理空間索引
• 使用 explain() 並分析指標
• 索引對寫入性能與記憶體的影響

練習：

• 建立包含測試資料的集合
• 測試有與無索引的查詢；解讀 explain()
• 根據存取模式調整索引

模組 5：安全性 (5 小時)

內容：

• 驗證機制：SCRAM, LDAP/Kerberos (簡介)
• 定義使用者與自訂角色
• 客戶端與伺服器之間的 TLS/SSL
• 靜態加密：金鑰配置
• 基本稽核記錄

練習：

• 建立具有最小權限的使用者
• 在本地執行個體中配置 TLS
• 驗證未授權存取並檢視稽核記錄

模組 6：複寫與高可用性 (6 小時)

內容：

• 複寫概念：Primary, Secondary, oplog
• 複寫集配置：初始化、成員資格、仲裁
• 監控狀態與選舉
• 維護：新增/移除成員、重新分配優先順序

練習：

• 部署三節點複寫集（本地或虛擬機器）
• 模擬 Primary 故障並觀察故障轉移
• 重建 Secondary 節點並復原複寫

模組 7：分片與水平擴展 (6 小時)

內容：

• 分片概念：shard key, config servers, mongos router
• Shard key 選擇與相關風險
• 部署 config servers, shards, 及 mongos
• 再平衡與區塊遷移

練習：

• 配置簡單的分片叢集
• 插入大規模資料並觀察分佈情況
• 引入 shard key 變更並了解其限制

模組 8：備份、復原與災難復原 (4 小時)

內容：

• 原生工具：mongodump/mongorestore, 檔案系統快照
• 複寫集與分片叢集的備份
• 使用 Cloud Manager/Ops Manager 進行備份的基本操作
• 災難復原 (DR) 規劃：RTO, RPO

練習：

• 在測試資料庫上執行備份與復原
• 模擬故障並從備份中復原
• 為假設案例設計 DR 計畫

模組 9：監控與警示 (4 小時)

內容：

• 工具：mongostat, mongotop, Cloud Manager/Atlas Monitoring
• 與 Prometheus + Grafana 整合（概念與範例）
• 關鍵指標：CPU, 記憶體, I/O, oplog 大小, 延遲
• 警示：定義閾值與通知

練習：

• 部署本地或基於容器的監控代理程式
• 使用範例指標設置基本儀表板
• 模擬負載並觀察警示

模組 10：維護、升級與最佳實務 (4 小時)

內容：

• 複寫集與分片叢集的升級策略
• 資料清理、壓縮、完整性檢查
• 檢視記錄與定期稽核
• 自動化常規任務（腳本, cronjobs, Ansible, Terraform）
• 資料保留與存檔政策

練習：

• 在受控環境中模擬次要與主要升級
• 建立用於備份與監控的自動化腳本
• 制定定期維護檢查清單

摘要與後續步驟