MongoDB分布式集群架構(gòu)

看到這里相信你已經(jīng)掌握了 MongoDB 的大部分基本知識(shí)，現(xiàn)在在單機(jī)環(huán)境下操作 MongoDB 已經(jīng)不存在問題缺厉，但是單機(jī)環(huán)境只適合學(xué)習(xí)和開發(fā)測(cè)試永高，在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中，MongoDB 基本是以集群的方式工作的提针。集群的工作方式能夠保證在生產(chǎn)遇到故障時(shí)及時(shí)恢復(fù)命爬，保障應(yīng)用程序正常地運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全。

重點(diǎn)介紹 MongoDB 的集群工作方式关贵，以及在集群工作方式下遇骑，MongoDB 是如何使用分片和復(fù)制的機(jī)制來完成對(duì)數(shù)據(jù)的管理和恢復(fù)的卖毁。

MongoDB 有三種集群部署模式揖曾，分別為主從復(fù)制（Master-Slaver）、副本集（Replica Set）和分片（Sharding）模式亥啦。

• Master-Slaver： 是一種主從副本的模式炭剪，目前已經(jīng)不推薦使用。
• Replica Set ：模式取代了 Master-Slaver 模式翔脱，是一種互為主從的關(guān)系奴拦。Replica Set 將數(shù)據(jù)復(fù)制多份保存，不同服務(wù)器保存同一份數(shù)據(jù)届吁，在出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換错妖，實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移绿鸣，在實(shí)際生產(chǎn)中非常實(shí)用。
• Sharding ：模式適合處理大量數(shù)據(jù)暂氯，它將數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)潮模，不同服務(wù)器保存不同的數(shù)據(jù)，所有服務(wù)器數(shù)據(jù)的總和即為整個(gè)數(shù)據(jù)集痴施。
  • Sharding 模式追求的是高性能擎厢，而且是三種集群中最復(fù)雜的。

在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中辣吃，通常將 Replica Set 和 Sharding 兩種技術(shù)結(jié)合使用动遭。

主從復(fù)制

雖然 MongoDB 官方建議用副本集替代主從復(fù)制，但還是讓大家了解 MongoDB 的復(fù)制機(jī)制神得。

主從復(fù)制是 MongoDB 中最簡單的數(shù)據(jù)庫同步備份的集群技術(shù)厘惦，其基本的設(shè)置方式是建立一個(gè)主節(jié)點(diǎn)（Primary）和一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)（Secondary），如圖哩簿。

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這種方式比單節(jié)點(diǎn)的可用性好很多绵估，可用于備份、故障恢復(fù)卡骂、讀擴(kuò)展等国裳。集群中的主從節(jié)點(diǎn)均運(yùn)行 MongoDB 實(shí)例，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)全跨、查詢與修改操作缝左。

主從復(fù)制模式的集群中只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)提供所有的增浓若、刪渺杉、查、改服務(wù)挪钓，從節(jié)點(diǎn)不提供任何服務(wù)是越，但是可以通過設(shè)置使從節(jié)點(diǎn)提供查詢服務(wù)，這樣可以減少主節(jié)點(diǎn)的壓力碌上。

另外倚评，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)要知道主節(jié)點(diǎn)的地址，主節(jié)點(diǎn)記錄在其上的所有操作天梧，從節(jié)點(diǎn)定期輪詢主節(jié)點(diǎn)獲取這些操作，然后對(duì)自己的數(shù)據(jù)副本執(zhí)行這些操作霞丧，從而保證從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與主節(jié)點(diǎn)一致呢岗。

在主從復(fù)制的集群中，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，只能人工介入后豫，指定新的主節(jié)點(diǎn)悉尾，從節(jié)點(diǎn)不會(huì)自動(dòng)升級(jí)為主節(jié)點(diǎn)。同時(shí)挫酿，在這段時(shí)間內(nèi)焕襟，該集群架構(gòu)只能處于只讀狀態(tài)。

副本集

副本集的集群架構(gòu)如下圖所示饭豹。

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此集群擁有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)鸵赖，這一點(diǎn)與主從復(fù)制模式類似，且主從節(jié)點(diǎn)所負(fù)責(zé)的工作也類似拄衰，但是副本集與主從復(fù)制的區(qū)別在于：當(dāng)集群中主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)它褪，副本集可以自動(dòng)投票，選舉出新的主節(jié)點(diǎn)翘悉，并引導(dǎo)其余的從節(jié)點(diǎn)連接新的主節(jié)點(diǎn)茫打，而且這個(gè)過程對(duì)應(yīng)用是透明的。

可以說妖混，MongoDB 的副本集是自帶故障轉(zhuǎn)移功能的主從復(fù)制老赤。

MongoDB 副本集使用的是 N 個(gè) mongod 節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的具備自動(dòng)容錯(cuò)功能、自動(dòng)恢復(fù)功能的高可用方案制市。在副本集中抬旺，任何節(jié)點(diǎn)都可作為主節(jié)點(diǎn)，但為了維持?jǐn)?shù)據(jù)一致性祥楣，只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)开财。

主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的寫入和更新，并在更新數(shù)據(jù)的同時(shí)误褪，將操作信息寫入名為 oplog 的日志文件當(dāng)中责鳍。主節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)指定其他節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的可讀性兽间，從而讓從節(jié)點(diǎn)來分擔(dān)集群讀取數(shù)據(jù)的壓力历葛。

另外，從節(jié)點(diǎn)會(huì)定時(shí)輪詢讀取 oplog 日志嘀略，根據(jù)日志內(nèi)容同步更新自身的數(shù)據(jù)恤溶，保持與主節(jié)點(diǎn)一致。

在一些場景中屎鳍，用戶還可以使用副本集來擴(kuò)展讀性能宏娄，客戶端有能力發(fā)送讀寫操作給不同的服務(wù)器，也可以在不同的數(shù)據(jù)中心獲取不同的副本來擴(kuò)展分布式應(yīng)用的能力逮壁。

在副本集中還有一個(gè)額外的仲裁節(jié)點(diǎn)（不需要使用專用的硬件設(shè)備），負(fù)責(zé)在主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)粮宛，參與選舉新節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)窥淆。

副本集中的各節(jié)點(diǎn)會(huì)通過心跳信息來檢測(cè)各自的健康狀況卖宠，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，多個(gè)從節(jié)點(diǎn)會(huì)觸發(fā)一次新的選舉操作忧饭，并選舉其中一個(gè)作為新的主節(jié)點(diǎn)扛伍。為了保證選舉票數(shù)不同，副本集的節(jié)點(diǎn)數(shù)保持為奇數(shù)词裤。

分片

副本集可以解決主節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或不可用的問題刺洒，但遇到需要存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的情況時(shí)，副本集機(jī)制就束手無策了吼砂。副本集中的一臺(tái)機(jī)器可能不足以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)逆航，或者說集群不足以提供可接受的讀寫吞吐量。這就需要用到 MongoDB 的分片（Sharding）技術(shù)渔肩，這也是 MongoDB 的另外一種集群部署模式因俐。

分片是指將數(shù)據(jù)拆分并分散存放在不同機(jī)器上的過程。有時(shí)也用分區(qū)來表示這個(gè)概念周偎。將數(shù)據(jù)分散到不同的機(jī)器上抹剩，不需要功能強(qiáng)大的大型計(jì)算機(jī)就可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，處理更大的負(fù)載蓉坎。

MongoDB 支持自動(dòng)分片澳眷，可以使數(shù)據(jù)庫架構(gòu)對(duì)應(yīng)用程序不可見，簡化系統(tǒng)管理蛉艾。對(duì)應(yīng)用程序而言境蔼，就如同始終在使用一個(gè)單機(jī)的 MongoDB 服務(wù)器一樣。

MongoDB 的分片機(jī)制允許創(chuàng)建一個(gè)包含許多臺(tái)機(jī)器的集群伺通，將數(shù)據(jù)子集分散在集群中箍土，每個(gè)分片維護(hù)著一個(gè)數(shù)據(jù)集合的子集。與副本集相比罐监，使用集群架構(gòu)可以使應(yīng)用程序具有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力吴藻。

MongoDB 分片的集群模式如下圖所示。

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構(gòu)建一個(gè) MongoDB 的分片集群弓柱，需要三個(gè)重要的組件沟堡，分別是分片服務(wù)器（Shard Server）、配置服務(wù)器（Config Server）和路由服務(wù)器（Route Server）矢空。

• Shard Server
  • 每個(gè) Shard Server 都是一個(gè) mongod 數(shù)據(jù)庫實(shí)例航罗，用于存儲(chǔ)實(shí)際的數(shù)據(jù)塊。整個(gè)數(shù)據(jù)庫集合分成多個(gè)塊存儲(chǔ)在不同的 Shard Server 中屁药。
  • 在實(shí)際生產(chǎn)中粥血，一個(gè) Shard Server 可由幾臺(tái)機(jī)器組成一個(gè)副本集來承擔(dān)，防止因主節(jié)點(diǎn)單點(diǎn)故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。
• Config Server
  • 這是獨(dú)立的一個(gè) mongod 進(jìn)程复亏，保存集群和分片的元數(shù)據(jù)趾娃，在集群啟動(dòng)最開始時(shí)建立，保存各個(gè)分片包含數(shù)據(jù)的信息缔御。
• Route Server
  • 這是獨(dú)立的一個(gè) mongos 進(jìn)程抬闷，Route Server 在集群中可作為路由使用，客戶端由此接入耕突，讓整個(gè)集群看起來像是一個(gè)單一的數(shù)據(jù)庫笤成，提供客戶端應(yīng)用程序和分片集群之間的接口。
  • Route Server 本身不保存數(shù)據(jù)眷茁，啟動(dòng)時(shí)從 Config Server 加載集群信息到緩存中炕泳，并將客戶端的請(qǐng)求路由給每個(gè) Shard Server，在各 Shard Server 返回結(jié)果后進(jìn)行聚合并返回客戶端蔼卡。

以上介紹了 MongoDB 的三種集群模式喊崖，副本集已經(jīng)替代了主從復(fù)制，通過備份保證集群的可靠性雇逞，分片機(jī)制為集群提供了可擴(kuò)展性荤懂，以滿足海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析的需求。

在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中塘砸，副本集和分片是結(jié)合起來使用的节仿，可滿足實(shí)際應(yīng)用場景中高可用性和高可擴(kuò)展性的需求。

將MongoDB部署到分布式集群（實(shí)操）

分布式集群的整體架構(gòu)

在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中掉蔬，MongoDB 的集群架構(gòu)是分布式的廊宪，如下圖所示，集群會(huì)結(jié)合副本集和分片機(jī)制保證生產(chǎn)過程的高可靠性和高可擴(kuò)展性女轿。

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從上圖的集群中可以看到箭启，整個(gè)生產(chǎn)集群與分片集群的架構(gòu)類似，由三個(gè)重要組件組成蛉迹，包括 Shard Server傅寡、Config Server 和 Route Server。不同之處在于每個(gè)組件可以使用多個(gè)實(shí)例來保證集群的可靠性北救。

• 例如荐操，每一個(gè) Shard Server 由一個(gè)包含三個(gè) mongod 實(shí)例的副本集組成，避免了單一的 mongod 實(shí)例出現(xiàn)故障造成數(shù)據(jù)的丟失珍策。Config Server 也可由多個(gè) mongod 實(shí)例集群組成托启，保證集群中配置信息的可用性。而路由服務(wù)器也可以使用多個(gè) mongos 實(shí)例攘宙，來保證客戶端的請(qǐng)求能得到及時(shí)的響應(yīng)屯耸。

接下來通過分布式集群的部署了解 MongoDB 的副本集和分片機(jī)制拐迁。假設(shè)目前有三臺(tái)機(jī)器， 操作系統(tǒng)為 Ubuntu 16.04肩民，均安裝了 MongoDB 3.4唠亚，信息如下表所示链方。在這三臺(tái)機(jī)器上部署副本集和部署分片集群持痰。

副本集和分片聯(lián)合部署的基本思路是先建立副本集，然后將每個(gè)副本集作為整體建立分片祟蚀，如在上表中工窍，集群有兩個(gè)副本集 rs1 和 rs2，每個(gè)副本集由三個(gè)成員組成前酿，分別部署在三臺(tái)機(jī)器 Node1患雏、Node2 和 Node3 上。

每個(gè)副本集作為一個(gè)整體建立一個(gè)分片罢维，因此淹仑，此集群由兩個(gè) Shard Server 組成，每個(gè) Shard Server 由一個(gè)三成員的副本集來保證數(shù)據(jù)的容錯(cuò)和冗余肺孵。

另外匀借，在每臺(tái)機(jī)器上啟動(dòng)一個(gè) mongod 和 mongos 實(shí)例分別用于實(shí)現(xiàn) Config Server 和 Route Server 的功能，使用三臺(tái)機(jī)器備份的方式保證集群的可靠性平窘。

部署副本集

標(biāo)準(zhǔn)副本集一般會(huì)部署三個(gè)成員吓肋，即一個(gè) Primary 和兩個(gè) Secondary，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余和容錯(cuò)瑰艘。 以下步驟為配置表 1 集群中的副本集 rs1是鬼、rs2 的部署。

啟動(dòng)副本集

1. 修改配置文件
   在表 1 所示的集群中紫新，副本 rs1 在三個(gè)節(jié)點(diǎn)上均啟動(dòng)了一個(gè) mongod 實(shí)例來完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)均蜜，啟動(dòng) mongod 實(shí)例前先修改配置文件 /etc/mongodrs1.conf，主要是對(duì) path芒率、dbpath囤耳、port 這幾項(xiàng)的修改，如下所示：

systemLog:
    path: /root/mongodb/data/mongodrsl.log    #副本集rs1的日志文件位置
storage:
    dbPath: /root/mongodb/data/rsl    #副本集rs1的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)位置
net:
    port: 27018    #副本集rs1 mongod進(jìn)程使用的端口號(hào)敲董。
    bindIp: 10.90.9.101    #即本機(jī)地址紫皇，允許mongo客戶端連接。

在 /root/mongodb 文件夾下創(chuàng)建 /data/rs1 目錄,用來保存副本集rsl的數(shù)據(jù)庫和日志文件腋寨。

2. 啟動(dòng) mongod 副本集
   在 Nodel 機(jī)器上啟動(dòng) mongod 進(jìn)程為副本集模式聪铺，在 Shell 終端執(zhí)行：

mongod --shardsvr --replSet rs1 --config /etc/mongodrs1.conf

參數(shù)說明：

• --shardsvr 表示本集群中的數(shù)據(jù)庫是可分片的。
• --replSet 用于指定副本集名稱萄窜。
• --config 用于指定配置文件位置铃剔。

在 Nodel 機(jī)器上啟動(dòng)副本集為 rs1 的 MongoDB 實(shí)例撒桨，如下圖所示。

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同樣地键兜，在 Node2 和 Node3 節(jié)點(diǎn)上以同樣的方式啟動(dòng) mongod 服務(wù)凤类，在此階段，三臺(tái)機(jī)器上的副本集成員都是 Secondary 節(jié)點(diǎn)普气，只有經(jīng)過初始化才會(huì)稱為 Primary 節(jié)點(diǎn)谜疤。

3. 初始化副本集
   啟動(dòng) MongoDB 的副本集服務(wù)后，可在任意一臺(tái)機(jī)器上連接 MongoDB 的服務(wù)现诀，例如夷磕，在 Nodel 節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行以下命令連接 Node2 節(jié)點(diǎn)上的 mongod 服務(wù)。

mongo --host 10.90.9.102 --port 27018

參數(shù)說明：

• --host 表示需連接的節(jié)點(diǎn) IP仔沿。
• --port 是啟動(dòng) mongod 服務(wù)的端口坐桩，端口號(hào)在 /etc/mongod.conf 配置文件中配置。

此命令運(yùn)行后進(jìn)入 mongo shell 的交互界面封锉，如圖下所示绵跷。

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然后在此界面使用 rs.initiate() 對(duì)副本集進(jìn)行初始化，經(jīng)過初始化后成福，執(zhí)行 rs.status碾局。

查看副本集狀態(tài)，如下圖所示闷叉，初始化后的 Node2 已經(jīng)作為副本集 rs1 的 Primary 節(jié)點(diǎn)擦俐。

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4. 添加成員
   目前 rs1 副本集還只有 Node2 這個(gè) Primary 節(jié)點(diǎn)，需要將 Node1握侧、Node3 節(jié)點(diǎn)添加到副本集中蚯瞧，執(zhí)行以下命令添加副本集成員：

rs.add( "10.90.9.101 : 27018" )
rs.add( "10.90.9.103 : 27018" )

至此副本集的啟動(dòng)配置已完成，通過 rs.stutas() 命令可以看到 rs1 副本集中已經(jīng)有一個(gè) Primary 節(jié)點(diǎn)（10.90.9.102）和兩個(gè) Secondary 節(jié)點(diǎn)（10.90.9.101 和 10.90.9.103）品擎。副本集 rs2 以同樣的步驟部署即可埋合。

測(cè)試副本集復(fù)制功能

1. 在 Primary 節(jié)點(diǎn)上添加數(shù)據(jù)
   在 Primary 節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建 myDB 數(shù)據(jù)庫，在此數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建集合 myCollection萄传，并插入 5 個(gè)文檔甚颂，如圖下所示。

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2. 在 Secondary 節(jié)點(diǎn)上查看副本數(shù)據(jù)
   使用 mongo 命令連接 Secondary 節(jié)點(diǎn)秀菱，Secondary 節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)默認(rèn)是不允許讀寫的振诬，可以通過以下命令設(shè)置副本節(jié)點(diǎn)允許查詢。

db.getMongo().setSlaveOk()

然后查詢 Secondary 節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)衍菱，查詢結(jié)果如下圖所示赶么。

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3. 管理副本集
   通過 rs.conflg() 命令可以查看副本集中每個(gè)成員的屬性，如下圖所示脊串。

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修改副本集屬性可通過如下命令實(shí)現(xiàn)：

con=rs.conf()
con.members[1].priority=2
rs.reconfig(con)

首先定義對(duì)象 con辫呻，將副本集的配置信息賦給 con清钥，之后將 con 成員列表中的第 2 個(gè)（編號(hào)從 0 開始）成員的優(yōu)先級(jí)設(shè)為 2，最后以 con 為參數(shù)放闺，使用 rs.reconfig() 函數(shù)對(duì)副本集屬性進(jìn)行重設(shè)祟昭。

在 MongoDB 中只能通過主節(jié)點(diǎn)將 Mongo 服務(wù)添加到副本集中，可以使用命令 db.isMaster() 判斷當(dāng)前運(yùn)行的 Mongo 服務(wù)是否為主節(jié)點(diǎn)怖侦，其他副本集的操作可查看 rs.help 來了解篡悟。

部署分片集群

分片集群由配置服務(wù)器、路由服務(wù)器础钠、分片服務(wù)器和客戶端組成恰力〔婷眨客戶端可以是 Shell 終端旗吁，也可以是具體的應(yīng)用程序。

配置服務(wù)器（Config Server）是普通的 mongod 服務(wù)器停局，保存著集群的配置信息：集群中有哪些分片很钓、分片的是哪些集合，以及數(shù)據(jù)塊的分布董栽。分片服務(wù)器（Shard Server）存儲(chǔ)具體的分片數(shù)據(jù)码倦。啟動(dòng)集群后，路由服務(wù)器（Route Server）加載 Config Server 中的分片信息锭碳， 客戶端通過連接 Route Server 來獲取集群中的數(shù)據(jù)信息袁稽。

啟動(dòng)分片機(jī)制

在表 1 的分布式集群中，有兩個(gè)分片擒抛，分別由副本集 rs1推汽、rs2 組成。集群中的 Shard Server 已經(jīng)在前面配置好歧沪，接下來需要建立 Config Server 和 Route Server歹撒。

1. 配置 Config Server
   Config Server 相當(dāng)于集群的大腦，保存著集群和分片的元數(shù)據(jù)诊胞，即各分片包含哪些數(shù)據(jù)的信息暖夭。鑒于它所包含數(shù)據(jù)的極端重要性，必須啟用其日志功能撵孤，并確保其數(shù)據(jù)保存在非易失性驅(qū)動(dòng)器上迈着。

因此，在集群中邪码，Config Server 也通常配置成副本集模式來保證數(shù)據(jù)的可靠性裕菠。由于 mongos 需從配置服務(wù)器獲取配置信息，因此配置服務(wù)器應(yīng)先于任何 mongos 進(jìn)程啟動(dòng)霞扬。

配置服務(wù)器是獨(dú)立的 mongod 進(jìn)程糕韧，所以可以像啟動(dòng)“普通的”mongod 進(jìn)程一樣啟動(dòng)配置服務(wù)器：

mongod --replSet config --configsvr --dbpath /home/ubuntu/mongodb/data/config --port 27030 -logpath /home/ubuntu/mongodb/data/config.log --logappend --fork

分別在三臺(tái)機(jī)器上執(zhí)行以上命令來啟動(dòng)配置服務(wù)器枫振，使用 replSet config 選項(xiàng)，表示該實(shí)例歸屬于名為 config 的副本集萤彩。

參數(shù)說明：

• --configsvr：選項(xiàng)表明啟動(dòng)的為 config server粪滤，端口為 27030。
• --dbpath：表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑
• --logpath：表示日志文件路徑雀扶。

配置 config 副本集的過程請(qǐng)參考本節(jié)前面的內(nèi)容杖小。

使用副本集選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了配置信息的冗余存儲(chǔ)。配置服務(wù)器并不需要太多的空間和資源愚墓。配置服務(wù)器的 1KB 空間約等于 200MB 真實(shí)數(shù)據(jù)予权，它保存的只是數(shù)據(jù)的分布表。

由于配置服務(wù)器并不需要太多的資源浪册，因此可將其部署在運(yùn)行著其他程序的機(jī)器上扫腺，如應(yīng)用服務(wù)器、分片的 mongod 服務(wù)器或 mongos 進(jìn)程的服務(wù)器上村象。

2. 配置 Route Server
   三個(gè)配置服務(wù)器均處于運(yùn)行狀態(tài)后笆环，啟動(dòng)一個(gè) mongos 進(jìn)程供應(yīng)用程序連接。因?yàn)?mongos 進(jìn)程需要知道配置服務(wù)器的地址厚者，所以必須使用 --configdb 選項(xiàng)啟動(dòng) mongos：

mongos --configdb config/10.90.9.101:27030,10.90.9.102:27030,10.90.9.103:27030 -logpath /home/ubuntu/mongodb/data/mongos.log --logappend --fork

在默認(rèn)情況下躁劣，mongos 運(yùn)行在 27017 端口。注意库菲，并不需要指定數(shù)據(jù)目錄（mongos 自身并不保存數(shù)據(jù)账忘，它會(huì)在啟動(dòng)時(shí)從配置服務(wù)器加載集群數(shù)據(jù)）。確保正確設(shè)置了 logpath熙宇，以便將 mongos 日志保存到安全的地方鳖擒。

可啟動(dòng)任意數(shù)量的 mongos 進(jìn)程，通常的設(shè)置是每個(gè)應(yīng)用程序服務(wù)器使用一個(gè) mongos 進(jìn)程（與應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行在同一臺(tái)機(jī)器上）奇颠。每個(gè) mongos 進(jìn)程必須按照列表順序败去，使用相同的配置服務(wù)器列表，如 --configdb 后面輸入的是一個(gè)帶有三個(gè)服務(wù)器列表的 config 的副本集的名稱烈拒。

至此圆裕，分布式集群中的分片服務(wù)已經(jīng)啟動(dòng)完畢，接下來進(jìn)行分片服務(wù)器的設(shè)置和數(shù)據(jù)的分片存儲(chǔ)荆几。

測(cè)試分片機(jī)制

1. 添加分片
   為了將副本集轉(zhuǎn)換為分片吓妆，需告知 mongos 副本集名稱和副本集成員列表。例如吨铸，在 Node1行拢、 Node2 和 Node3上有一個(gè)名為 rs1 和 rs2 的副本集，將每個(gè)副本集作為一個(gè)分片诞吱。

首先執(zhí)行以下命令連接 mongos：

mongo --host 10.90.9.101 --port 27017

然后進(jìn)入 mongos 的 Shell 界面舟奠，執(zhí)行下面兩條命令竭缝，將兩個(gè)副本集 rs1 和 rs2 加入分片集中：

db.runCommand ({ addshard : "rs1/10.90.9.102:27020,10.90.9.101:27020,10.90.9.103 : 27020", name : "s1", maxsize : 10240 });
db.runCommand ({ addshard : "rs2/10.90.9.102:27021,10.90.9.101:27021,10.90.9.103 : 27021", name : "s2", maxsize : 1024 });

可在參數(shù)中指定副本集的所有成員，但并非一定要這樣做沼瘫。mongos 能夠自動(dòng)檢測(cè)到?jīng)]有包含在副本集成員表中的成員抬纸。name 選項(xiàng)表示此分片的名稱，maxsize 選項(xiàng)指定此分片的最大存儲(chǔ)容量耿戚。

如果之后需要移除這個(gè)分片或是向這個(gè)分片遷移數(shù)據(jù)湿故，可使用分片名稱標(biāo)識(shí)這個(gè)分片。這比使用特定的服務(wù)器名稱要好膜蛔，因?yàn)楦北炯蓡T和狀態(tài)是不斷改變的坛猪。

將副本集作為分片添加到集群后，就可以將應(yīng)用程序設(shè)置從連接到副本集改為連接到 mongos皂股。添加分片后墅茉，mongos 會(huì)將副本集內(nèi)的所有數(shù)據(jù)庫注冊(cè)為分片的數(shù)據(jù)庫，因此屑墨，所有查詢都會(huì)被發(fā)送到新的分片上躁锁。與客戶端庫相同，mongos 會(huì)自動(dòng)處理應(yīng)用故障卵史，將錯(cuò)誤返回客戶端。

用戶也可以創(chuàng)建單 mongod 服務(wù)器的分片（而不是副本集分片）搜立，但不建議在生產(chǎn)中使用以躯。直接在 addShard() 中指定單個(gè) mongod 的主機(jī)名和端口，就可以將其添加為分片了 :

sh.addShard("some-server:port")

單一服務(wù)器分片默認(rèn)會(huì)被命名為 shard0000啄踊、shard0001 …… 以此類推忧设。

如打算以后切換為副本集，應(yīng)先創(chuàng)建一個(gè)單成員副本集再添加為分片颠通，而不是直接將單一服務(wù)器添加為分片址晕。如需將單一服務(wù)器分片轉(zhuǎn)換為副本集，則需停機(jī)進(jìn)行操作顿锰。

2. 數(shù)據(jù)分片
   除非明確指定規(guī)則谨垃，否則 MongoDB 不會(huì)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分。如有必要硼控，必須明確告知數(shù)據(jù)庫和集合刘陶。

假設(shè)希望對(duì) myDB 數(shù)據(jù)庫中的 Mytest 集合按照 _id 鍵進(jìn)行分片。首先對(duì) myDB 數(shù)據(jù)庫執(zhí)行以下命令啟用分片:

sh.enableSharding("myDB")

命令執(zhí)行成功后牢撼，用 sh.status() 查詢分片狀態(tài)匙隔，如下圖所示，數(shù)據(jù)庫 myDB 的 patitioned 屬性值為true熏版。

img

對(duì)數(shù)據(jù)庫分片是對(duì)集合分片的先決條件纷责。數(shù)據(jù)庫啟用分片后,就可以使用如下 shardCollection() 命令對(duì)集合進(jìn)行分片了：

sh.shardCollection("myDB.myColletion", {"_id" : 1})

現(xiàn)在捍掺，集合會(huì)按照 _id 鍵進(jìn)行分片。如果是對(duì)已存在的集合進(jìn)行分片再膳，則 _id 鍵上必須包含索引乡小，否則 shardCollection() 會(huì)返回錯(cuò)誤。如果出現(xiàn)了錯(cuò)誤饵史，則先創(chuàng)建索引满钟，然后重試 shardCollection() 命令；如要進(jìn)行分片的集合不存在胳喷，則 mongos 會(huì)自動(dòng)在片鍵上創(chuàng)建索引湃番。

shardCollection() 命令會(huì)將集合拆分為多個(gè)數(shù)據(jù)塊，這是 MongoDB 遷移數(shù)據(jù)的基本單元吭露。

成功執(zhí)行分片操作后吠撮，MongoDB 會(huì)均衡地將集合數(shù)據(jù)分散到集群的分片上。這個(gè)過程不是瞬間完成的讲竿，對(duì)于比較大的集合泥兰，可能需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)才能完成。