Technická správa a provoz MongoDB Počítačový Kurz

Modul 1: Úvod a architektura MongoDB (4 hodiny)

Témata:

• Historie vzniku a ekosystém MongoDB
• Běžné případy použití, výhody a nevýhody
• Obecná architektura: instance, procesy a konfigurace

Cvičení:

• Interaktivní průzkum: připojení pomocí nástroje Mongo Shell nebo CLI
• Vytvoření ukázkové databáze a kolekce

Modul 2: Instalace a počáteční konfigurace (6 hodin)

Témata:

• Požadavky na hardwarové prostředky a zdroje
• Instalace na Linuxu (deb/rpm), Windows i macOS
• Konfigurační soubory ve formátu YAML (mongod.conf): datDir, logDir, bindIp, port
• Možnosti spouštění a správa služeb pomocí nástroje systemd či jiných systémů

Cvičení:

• Nasazení instancí na lokálních virtuálních strojích nebo v kontejnerech Docker
• Přizpůsobení nastavení pro vývojové a produkční prostředí
• Ověření bezpečného vzdáleného přístupu k databázi

Modul 3: Modelování dat a základní operace (5 hodin)

Témata:

• BSON dokumenty, kolekce a databáze
• Modelování dat: vnořování vs. referencování; osvědčené postupy návrhu datových struktur
• Základní indexování (představeno dříve)
• Pracovní operace v prostředí Mongo Shell a skriptování s použitím ovladačů

Cvičení:

• Návrh datového modelu pro konkrétní scénář – například systém pro evidenci zboží nebo fakturaci
• Implementace operací typu CRUD
• Ověření platnosti dat pomocí formátu JSON Schema v rámci MongoDB

Modul 4: Indexy a výkonnost (4 hodiny)

Témata:

• Jednoduché, složené, víceklíčové, textové i geografické indexy
• Použití nástroje explain() a analýza výkonnostních metrik
• Vliv indexů na rychlost zápisu dat a využití paměti

Cvičení:

• Vytvoření kolekcí s testovacími daty
• Otestování dotazů s použitím i bez indexů; interpretace výstupu z explain()
• Přizpůsobení indexů na základě charakteristik přístupů k datům<\/ul>

  Modul 5: Zabezpečení (5 hodin)

  Témata:

  • Mechanismy autentizace: SCRAM, LDAP/Kerberos (stručný přehled)
  • Definování uživatelských účtů a vlastních rolí
  • Šifrování komunikace mezi klientem a serverem pomocí TLS/SSL
  • Šifrování dat uložených na disku: konfigurace klíčů
  • Základní funkce pro auditování činností uživatelů

  Cvičení:

  • Vytvoření uživatelských účtů s minimálními potřebnými oprávněními
  • Nastavení šifrování TLS na lokálních instancích databáze
  • Ověření neoprávněného přístupu a kontrola auditních protokolů

  Modul 6: Replikace a vysoká dostupnost (6 hodin)

  Témata:

  • Principy replikace: primární, sekundární uzly, oplog
  • Konfigurace replikačního souboru: inicializace, přidávání členů, fungování arbitrážních uzlů
  • Monitorování stavu replikace a procesů volby nového primárního uzlu
  • Údržba systému: přidávání/odebírání uzlů, změna priorit jejich fungování

  Cvičení:

  • Nasazení trojuzlového replikačního souboru (v lokálním prostředí či na virtuálních strojích)
  • Simulace výpadku primárního uzlu a pozorování procesů přepínání funkcí do jiných uzlů
  • Znovuvytvoření sekundárních uzlů a obnova chybějících replikátorů

  Modul 7: Sharding a horizontální škálování (6 hodin)

  Témata:

  • Principy shardingu: klíč pro rozdělení dat, konfigurační servery, směrovač mongos
  • Výběr vhodného klíče pro rozdělování a s ním spojená rizika
  • Nasazení konfiguračních serverů, shardů a směrovače mongos
  • Principy přerozdělování datových fragmentů mezi uzly (chunk migration)

  Cvičení:

  • Nastavení jednoduchého shardovaného systému
  • Vkládání velkého množství dat a sledování jejich distribuce mezi uzly
  • Přizpůsobení vybraného klíče pro rozdělení dat a pochopení důsledků těchto změn

  Modul 8: Zálohování, obnova a plánování havarijního stavu (4 hodiny)

  Témata:

  • Nativní nástroje: mongodump/mongorestore a využití snapshotů souborového systému pro zálohování
  • Zálohy v prostředích s replikací i shardingem
  • Použití nástrojů Cloud Manager či Ops Manager k zálohování dat
  • Havarijní plánování: stanovení cílů RTO a RPO

  Cvičení:

  • Provedení zálohy a obnovy testovací databáze
  • Simulace selhání systému a obnova z předchozí zálohy
  • Návrh plánu obnovy po havárii pro imaginární scénář

  Modul 9: Monitorování a upozornění (4 hodiny)

  Témata:

  • Nástroje k monitorování: mongostat, mongotop, možnosti sledování v rámci Cloud Manager nebo Atlas
  • Integrace s nástroji typu Prometheus a Grafana (koncepty i praktické ukázky)
  • Důležité metriky: využití procesoru, paměti, I/O provoz, velikost oplog a latence dotazů
  • Definování limitů a konfigurace upozornění na odchylky v hodnotách

  Cvičení:

  • Nasazení lokálního či kontejnerizovaného monitorovacího agenta
  • Vytvoření základních panelů s ukázkovými výkonnostními metrikami
  • Simulace zátěže a sledování aktivace upozornění na překročení stanovených limitů

  Modul 10: Údržba, aktualizace a osvědčené postupy (4 hodiny)

  Témata:

  • Aktualizační strategie pro replikační soubory i shardované systémy
  • Údržba dat: jejich čištění, kompakce a kontroly integrity
  • Pravidelný přehled logů a auditem záznamů systému
  • Automatizace rutinních úkonů – skripty, plánované úlohy, nástroje Ansible či Terraform
  • Nastavení pravidel pro archivaci a dlouhodobé uchovávání dat

  Cvičení:

  • Simulace postupů aktualizací – jak menších, tak i velkých verzí v kontrolovaném prostředí
  • Návrh a implementace skriptů pro zálohování či monitorování systému
  • Vytvoření seznamu běžných údržbových aktivit s doporučenými intervaly provádění

  Závěr a další kroky