MongoDB技術管理與營運培訓

模組1：簡介與MongoDB架構 (4小時)

內容：

• MongoDB歷史與生態系
• 典型用例、優點與缺點
• 通用架構：實例、程序與配置

實作：

• 互動探索：使用Mongo Shell/CLI連線
• 建立範例資料庫與集合

模組2：安裝與初始設定 (6小時)

內容：

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

實作：

• 在本地VM或Docker容器中部署實例
• 調整開發與生產環境的配置
• 驗證安全遠端連線

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：嵌入與參照；資料設計模式
• 基本索引（早前已介紹）
• 使用Mongo Shell及驅動程式腳本範例進行操作

實作：

• 建模用例：庫存或帳單系統
• 實作CRUD操作
• 使用MongoDB中的JSON Schema進行檔案驗證

模組4：索引與效能 (4小時)

內容：

• 簡單索引、複合索引、多鍵索引、文字索引及地理空間索引
• 使用explain()並分析指標
• 索引對寫入效能與記憶體的影響

實作：

• 建立帶有測試資料的集合
• 測試有無索引的查詢；解釋explain()輸出
• 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
• 基本審計日誌

實作：

• 建立具有最小特權的使用者
• 在本地實例中配置TLS
• 驗證未授權存取並檢視審計日誌

模組6：複本與高可用性 (6小時)

內容：

• 複本概念：主節點、從節點、oplog
• 複本集配置：啟動、成員資格、仲裁
• 監控狀態與選舉
• 維護：新增/移除成員、重新分配優先級

實作：

• 部署三節點複本集（本地或VM）
• 模擬主節點故障並觀察切換過程
• 重建從節點並還原複本

模組7：分片與水平擴展 (6小時)

內容：

• 分片概念：分片金鑰、配置伺服器、mongos路由器
• 分片金鑰選擇及其相關風險
• 部署配置伺服器、分片及mongos
• 平衡負載與區塊遷移

實作：

• 配置簡單的分片叢集
• 插入大量資料並觀察分布情況
• 引入分片金鑰變更並了解限制條件

模組8：備份、還原與災難復原 (4小時)

內容：

• 原生工具：mongodump/mongorestore、檔案系統快照
• 複本集與分片叢集中的備份策略
• Cloud Manager/Ops Manager備份的基本使用
• 災難復原規劃：RTO, RPO

實作：

• 在測試資料庫上執行備份與還原
• 模擬故障並從備份中還原
• 為假設性案例設計災難復原計畫

模組9：監控與警報 (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、延遲時間
• 警報：定義閾值與通知機制

實作：

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

模組10：維護、升級與最佳實務 (4小時)

內容：

• 複本集與分片叢集的升級策略
• 資料清理、壓縮、完整性檢查
• 檢視日誌並進行定期審計
• 自動化常規任務（腳本、cronjobs、Ansible、Terraform）
• 資料保留與存檔政策

實作：

• 在受控環境中模擬微幅與重大升級
• 建立用於備份與監控的自動化腳本
• 開發定期維護檢查清單

總結與下一步