一、分片集群简介

在之前有说过关于MongoDB的复制集，复制集主要用来实现自动故障转移从而达到高可用的目的，然而，随着业务规模的增长和时间的推移，业务数据量会越来越大，当前业务数据可能只有几百GB不到，一台DB服务器足以搞定所有的工作，而一旦业务数据量扩充大几个TB几百个TB时，就会产生一台服务器无法存储的情况，此时，需要将数据按照一定的规则分配到不同的服务器进行存储、查询等，即为分片集群。分片集群要做到的事情就是数据分布式存储。

集群组建示意图：

MongoDB分片群集主要有如下三个组件：

Shard：分片服务器，用于存储实际的数据块，实际生产环境中一个shard server 角色可以由几台服务器组成一个Peplica Set 承担，防止主机单点故障。
Config Server：配置服务器，主要是记录shard的配置信息（元信息metadata），如数据存储目录，日志目录，端口号，是否开启了journal等信息，其中包括chunk信息。为了保证config服务器的可用性，也做了复制集处理，注意，一旦配置服务器无法使用，则整个集群就不能使用了，一般是独立的三台服务器实现冗余备份，这三台可能每一台是独立的复制集架构。
Routers：前端路由，负责数据的分片写入。客户端由此接入，且让整个群集看上去像单一数据库，前端应用可以透明使用。应用程序通过驱动程序直接连接router，router启动时从配置服务器复制集中读取shared信息，然后将数据实际写入或读取（路由）到具体的shard中。

二、集群部署

环境准备：

mongodb4.0.2压缩包官网地址 https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-4.0.2.tgz

mongo1:192.168.247.141 shard1:27001 shard2:27002 shard3:27003 configs:27018 mongos:27017

mongo2:192.168.247.142 shard1:27001 shard2:27002 shard3:27003 configs:27018 mongos:27017

mongo3:192.168.247.143 shard1:27001 shard2:27002 shard3:27003 configs:27018 mongos:27017

说明：

1、启动顺序：configs---》shard（1，2，3）---》mongos

2、configs和shard1、shard2、shard3由mongod启动和管理，mongos：27017 由mongos启动管理。

部署（在mongo1上安装，然后将安装目录拷贝到其他主机）：

tar -xf mongodb-linux-x86_64-4.0.2.tgz

mkdir /usr/local/mongo

mv mongodb-linux-x86_64-4.0.2/* /usr/local/mongo/

echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/mongo/bin' >> /etc/profile

source /etc/profile

cd /usr/local/mongo/

mkdir conf log
mkdir -p data/config
mkdir -p data/shard1
mkdir -p data/shard2
mkdir -p data/shard3

touch log/config.log
touch log/mongos.log
touch log/shard1.log
touch log/shard2.log
touch log/shard3.log

touch conf/config.conf
touch conf/mongos.conf
touch conf/shard1.conf
touch conf/shard2.conf
touch conf/shard3.conf

vim conf/config.conf

dbpath=/usr/local/mongo/data/config
logpath=/usr/local/mongo/log/config.log
port=27018
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
#复制集名称
replSet=configs
#置参数为true
configsvr=true
#允许任意机器连接
bind_ip=0.0.0.0

vim conf/shard1.conf

dbpath=/usr/local/mongo/data/shard1 #其他2个分片对应修改为shard2、shard3文件夹
logpath=/usr/local/mongo/log/shard1.log #其他2个分片对应修改为shard2.log、shard3.log
port=27001 #其他2个分片对应修改为27002、27003
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
storageEngine=mmapv1
shardsvr=true
replSet=shard1 #其他2个分片对应修改为shard2、shard3
bind_ip=0.0.0.0

vim conf/shard2.conf

dbpath=/usr/local/mongo/data/shard2 
logpath=/usr/local/mongo/log/shard2.log 
port=27002 
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
storageEngine=mmapv1
shardsvr=true
replSet=shard2 
bind_ip=0.0.0.0

vim conf/shard3.conf

dbpath=/usr/local/mongo/data/shard3 
logpath=/usr/local/mongo/log/shard3.log 
port=27003 
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
storageEngine=mmapv1
shardsvr=true
replSet=shard3 
bind_ip=0.0.0.0

vim conf/mongos.conf

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /usr/local/mongo/log/mongos.log
processManagement:
  fork: true
#  pidFilePath: /var/log/nginx/mongodbmongos.pid

# network interfaces
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0
#监听的配置服务器,只能有1个或者3个 configs为配置服务器的副本集名字
sharding:
   configDB: configs/mongo1:27018,mongo2:27018,mongo3:27018

scp /usr/local/mongo/* mongo2:/usr/local/mongo/

scp /usr/local/mongo/* mongo3:/usr/local/mongo/

启动服务（所有主机）：

启动配置服务器副本集：mongod -f /usr/local/mongo/conf/config.conf

mongo --port 27018

配置副本集：

config = {
    _id : "configs",
     members : [
         {_id : 0, host : "192.168.247.141:27018" },
         {_id : 1, host : "192.168.247.142:27018" },
         {_id : 2, host : "192.168.247.143:27018" }
     ]
 }

初始化命令：
rs.initiate(config);

rs.status()

启动3个分片副本集：

mongod -f /usr/local/mongo/conf/shard1.conf
mongo --port 27001

配置副本集：

config = {
    _id : "shard1",
     members : [
         {_id : 0, host : "192.168.247.141:27001" },
         {_id : 1, host : "192.168.247.142:27001" },
         {_id : 2, host : "192.168.247.143:27001" }
     ]
 }

mongod -f /usr/local/mongo/conf/shard2.conf
mongo --port 27002

配置副本集：

config = {
    _id : "shard2",
     members : [
         {_id : 0, host : "192.168.247.141:27002" },
         {_id : 1, host : "192.168.247.142:27002" },
         {_id : 2, host : "192.168.247.143:27002" }
     ]
 }

mongod -f /usr/local/mongo/conf/shard3.conf

mongo --port 27003

配置副本集：

config = {
    _id : "shard3",
     members : [
         {_id : 0, host : "192.168.247.141:27003" },
         {_id : 1, host : "192.168.247.142:27003" },
         {_id : 2, host : "192.168.247.143:27003" }
     ]
 }

启动路由服务器副本集：

mongos -f /usr/local/mongo/conf/mongos.conf

mongo --port 27017

启用分片（只需在任意一台执行即可）：

use admin

sh.addShard("shard1/192.168.247.141:27001,192.168.247.142:27001,192.168.247.143:27001")
sh.addShard("shard2/192.168.247.141:27002,192.168.247.142:27002,192.168.247.143:27002")
sh.addShard("shard3/192.168.247.141:27003,192.168.247.142:27003,192.168.247.143:27003")

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分片功能测试：

设置分片chunk大小

use config
db.setting.save({"_id":"chunksize","value":1}) # 设置块大小为1M是方便实验，不然需要插入海量数据

模拟写入数据

use mytest
for(i=1;i<=50000;i++){db.user.insert({"id":i,"name":"zzx"+i})} #模拟往mytest数据库的user表写入5万数据

7、启用数据库分片

sh.enableSharding("mytest")

8、创建索引，对表进行分片

db.user.createIndex({"id":1}) # 以"id"作为索引
sh.shardCollection(mytest.user",{"id":1}) # 根据"id"对user表进行分片
sh.status() # 查看分片情况

到此，MongoDB分布式集群就搭建完毕。

mongodb4.0.2分片集群部署

一、分片集群简介

集群组建示意图：

二、集群部署

环境准备：

部署（在mongo1上安装，然后将安装目录拷贝到其他主机）：

分片功能测试：

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