MongoDB 技術管理與運維培訓

模組 1：簡介與 MongoDB 架構 (4小時)

內容：

• MongoDB 歷史及生態系統
• 典型應用場景、優勢與劣勢
• 一般架構：執行個體、程序及配置

實作：

• 互動式探索：使用 Mongo Shell/CLI 進行連接
• 建立範例資料庫及集合

模組 2：安裝與初始配置 (6小時)

內容：

• 硬體及資源需求
• 在 Linux (deb/rpm)、Windows 及 macOS 上的安裝
• YAML 配置文件 (mongod.conf)：dataDir、logDir、bindIp、port
• 啟動選項及 systemd/service 管理

實作：

• 在本地虛擬機器或 Docker 容器中部署執行個體
• 調整開發環境與生產環境的配置
• 驗證安全的遠端連接

模組 3：數據建模與基本操作 (5小時)

內容：

• BSON 文件、集合、資料庫
• 建模：嵌入 (Embedding) 與引用 (Referencing)；數據設計模式
• 基本索引（前期介紹）
• 使用 Mongo Shell 的操作及驅動程式腳本示例

實作：

• 建模應用案例：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：索引與效能 (4小時)

內容：

• 簡單、複合、多鍵、文字及地理空間索引
• 使用 explain() 及分析指標
• 索引對寫入效能及記憶體的影響

實作：

• 建立包含測試數據的集合
• 測試有無索引的查詢；解讀 explain()
• 根據存取模式調整索引

模組 5：安全性 (5小時)

內容：

• 身份驗證機制：SCRAM、LDAP/Kerberos（簡介）
• 定義使用者及自訂角色
• 客戶端與伺服器之間的 TLS/SSL
• 靜態數據加密：金鑰配置
• 基本審計日誌

實作：

• 建立具備最小權限的使用者
• 在本地執行個體中配置 TLS
• 驗證未授權存取並檢視審計日誌

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、成員管理、仲裁
• 監控狀態及選舉
• 維護：新增/移除成員、重新分配優先級

實作：

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

模組 7：分片與水平擴展 (6小時)

內容：

• 分片概念：分片金鑰 (Shard Key)、配置伺服器 (Config Servers)、mongos 路由器
• 分片金鑰選擇及相關風險
• 部署配置伺服器、分片及 mongos
• 重新平衡及區塊 (Chunk) 遷移

實作：

• 配置簡單的分散式叢集
• 插入大規模數據並觀察分佈情況
• 引入分片金鑰變更並理解其限制

模組 8：備份、恢復與災難恢復 (4小時)

內容：

• 原生工具：mongodump/mongorestore、檔案系統快照
• 複寫集及分散式叢集的備份
• Cloud Manager/Ops Manager 備份的基本使用
• 災難恢復 (DR) 規劃：RTO、RPO

實作：

• 對測試資料庫執行備份及恢復
• 模擬故障並從備份中恢復
• 為假設案例設計 DR 計劃

模組 9：監控與警報 (4小時)

內容：

• 工具：mongostat、mongotop、Cloud Manager/Atlas 監控
• 與 Prometheus + Grafana 的整合（概念及示例）
• 關鍵指標：CPU、記憶體、I/O、oplog 大小、延遲
• 警報：定義閾值及通知

實作：

• 部署本地或基於容器的監控代理
• 使用樣本指標建立基本儀表板
• 模擬負載並觀察警報

模組 10：維護、升級與最佳實踐 (4小時)

內容：

• 複寫集及分散式叢集的升級策略
• 數據清理、壓縮、完整性檢查
• 檢視日誌及定期審計
• 自動化常規任務（腳本、cronjobs、Ansible、Terraform）
• 數據保留及歸檔策略

實作：

• 在受控環境中模擬次要及主要版本升級
• 建立備份及監控的自動化腳本
• 制定定期維護清單

總結與後續步驟