副本集（Replica Set）是一组MongoDB实例组成的集群，由一个主（Primary）服务器和多个备份（Secondary）服务器构成。通过Replication，将数据的更新由Primary推送到其他实例上，在一定的延迟之后，每个MongoDB实例维护相同的数据集副本。通过维护冗余的数据库副本，能够实现数据的异地备份，读写分离和自动故障转移。
一，MongoDB版本和环境
在Windows上创建包含三个节点的副本集，使用的环境：
数据库：MongoDB 版本 3.2.9
Server 环境：Windows Server 2012 R2
可视化编程环境：Robomongo 版本 0.08.4
三台Windows Server：srv1，srv2，srv3
二，拓扑结构分析
创建一个Replica Set，包含三个成员：一个Primary 成员和两个Secondary 成员，Primary用于处理客户端请求，Secondary用于保存Primary的数据副本。客户端Application 在 Primary 节点上进行读写操作，通过Replication的异步同步机制，将数据操作同步到 Secondary 成员，在一定的延迟之后，三个成员拥有相同的数据集。
理论上，每个成员可以分布在不同的数据中心机房内，这些数据中心可能相距甚远，实现数据的异地备份；可以设置Primary 节点只负责写入操作，而使Secondary节点负责读取操作，实现数据集的读写分离；如果Primary 连接中断超过10s，其他节点会自动选举出一个Primary 节点，负责响应客户端Application的请求，实现数据的自动故障转移。
三，技术原理说明
1，以Replica Set模式启动MongoDB实例
MongoDB Instance有两种不同的启动方式：单机模式（Standalone）和副本集模式（Replica Set），在启动mongod时，如果设置 replSet 参数，那么MongoDB 实例以副本集模式启动；如果不设置replSet 参数，那么MongoDB以单机模式启动。
单机实例是指运行在服务器上的一个mongod 进程，该进程不是任何一个Replica Set的成员，因此，单机实例不能自动故障转移，在产品环境中，风险很高，如果服务器崩溃了，客户端App至少在一段时间内不可访问，如果硬件出现问题，可能会造成数据的永久丢失。建议，使用Replica Set，至少保留两份数据集副本。
2，选举Primary成员
在Replica Set中有两种成员：Primary成员和Secondary成员，一个Replica Set只能有一个Primary成员，但可以有多个Secondary成员。Primary用于处理客户端请求，Secondary用于保存Primary的数据副本。如果Primary崩溃了，Replica Set探测到Primary不可访问，将启动自动故障转移进程，从剩下的Secondary成员中，投票选举出一个成员作为Primary，接收和处理客户端的请求。
选举Primary成员时，使用“大多数”和“一票否决”原则。在Replica Set中，每个成员只能要求自己被选举为Primary节点。当一个Secondary成员无法与Primary成员连通时，该成员就会发起选举，请求其他成员将自己选举为Primary成员，只有得到“大多数”成员的支持，该成员才能被选举为Primary成员；只要有一个成员否决，选举就会取消。
不是每一个成员都有投票选举的权利，在一个Replica Set中，最多有7个成员用于投票选举的权利，Primary成员是由这7个成员选举出来的。有投票权利的成员，其属性："votes" 是1；若为0，表示该成员没有投票权利。
3，操作日志
MongoDB使用操作日志（oplog）来实现复制（Replication）功能，oplog包含了Primary成员的每一个更新操作，通过将oplog传递到其他Secondary成员中，在其他成员中重做（redo）已经提交的操作，实现数据的异步同步。Replica Set中的每个成员都维护着自己的oplog，记录着每一个从Primary成员复制操作的数据。复制操作的过程是先复制数据，再将操作写入到oplog中。如果某一个成员在执行操作时失败，当该成员重启之后，自动从oplog中最后一个操作进行同步。由于复制操作的过程是先复制数据，再写入oplog，该成员可能会在已经同步的数据上再次执行复制操作，MongoDB在设计oplog时，就考虑到这种情况：将oplog中的同一个操作执行多次，与执行一次的结果是一样的。
oplog保存的是对每个doc的更新操作日志，如果一个命令只更新一个doc，那么Replication进程向oplog插入一条日志；如果一个命令更新多个doc，那么Replication进程向oplog插入多条日志，每一条日志只更新一个doc。
oplog的大小是固定的，只能保存特定数量的操作日志，如果Primary成员更新的数据量特别大，oplog很快就被填满，Secondary来不及同步数据，Primary成员就将oplog中的日志，这样，Secondary成员就会变成陈旧的（Stale）。建议，让Primary成员使用比较大的oplog，保存足够多的操作日志。
四，创建配置文档
1，创建mongod 启动的配置文件