mongodb集群搭建（分片+副本）

时间  2019-11-12
标签 mongodb 集群 搭建 分片 副本 栏目 MongoDB 繁體版
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原文地址：https://www.cnblogs.com/ityouknow/p/7344005.htmlhtml

相关概念

先来看一张图：linux

从图中能够看到有四个组件：mongos、config server、shard、replica set。web

mongos，数据库集群请求的入口，全部的请求都经过mongos进行协调，不须要在应用程序添加一个路由选择器，mongos本身就是一个请求分发中心，它负责把对应的数据请求请求转发到对应的shard服务器上。在生产环境一般有多mongos做为请求的入口，防止其中一个挂掉全部的mongodb请求都没有办法操做。算法

config server，顾名思义为配置服务器，存储全部数据库元信息（路由、分片）的配置。mongos自己没有物理存储分片服务器和数据路由信息，只是缓存在内存里，配置服务器则实际存储这些数据。mongos第一次启动或者关掉重启就会从 config server 加载配置信息，之后若是配置服务器信息变化会通知到全部的 mongos 更新本身的状态，这样 mongos 就能继续准确路由。在生产环境一般有多个 config server 配置服务器，由于它存储了分片路由的元数据，防止数据丢失！mongodb

shard，分片（sharding）是指将数据库拆分，将其分散在不一样的机器上的过程。将数据分散到不一样的机器上，不须要功能强大的服务器就能够存储更多的数据和处理更大的负载。基本思想就是将集合切成小块，这些块分散到若干片里，每一个片只负责总数据的一部分，最后经过一个均衡器来对各个分片进行均衡（数据迁移）。数据库

replica set，中文翻译副本集，其实就是shard的备份，防止shard挂掉以后数据丢失。复制提供了数据的冗余备份，并在多个服务器上存储数据副本，提升了数据的可用性， 并能够保证数据的安全性。vim

仲裁者（Arbiter），是复制集中的一个MongoDB实例，它并不保存数据。仲裁节点使用最小的资源而且不要求硬件设备，不能将Arbiter部署在同一个数据集节点中，能够部署在其余应用服务器或者监视服务器中，也可部署在单独的虚拟机中。为了确保复制集中有奇数的投票成员（包括primary），须要添加仲裁节点作为投票，不然primary不能运行时不会自动切换primary。centos

简单了解以后，咱们能够这样总结一下，应用请求mongos来操做mongodb的增删改查，配置服务器存储数据库元信息，而且和mongos作同步，数据最终存入在shard（分片）上，为了防止数据丢失同步在副本集中存储了一份，仲裁在数据存储到分片的时候决定存储到哪一个节点。缓存

环境准备

系统系统 centos6.5
三台服务器：192.168.0.75/84/86
安装包： mongodb-linux-x86_64-3.4.6.tgz安全

服务器规划

服务器75 服务器84 服务器86
mongos mongos mongos
config server config server config server
shard server1 主节点 shard server1 副节点 shard server1 仲裁
shard server2 仲裁 shard server2 主节点 shard server2 副节点
shard server3 副节点 shard server3 仲裁 shard server3 主节点

端口分配：

mongos：20000 config：21000 shard1：27001 shard2：27002 shard3：27003

集群搭建

一、安装mongodb

#解压
tar -xzvf mongodb-linux-x86_64-3.4.6.tgz -C /usr/local/
#更名
mv mongodb-linux-x86_64-3.4.6 mongodb
分别在每台机器创建conf、mongos、config、shard一、shard二、shard3六个目录，由于mongos不存储数据，只须要创建日志文件目录便可。
mkdir -p /usr/local/mongodb/conf
mkdir -p /usr/local/mongodb/mongos/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/config/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/config/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/log

配置环境变量

vim /etc/profile
# 内容
export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodb
export PATH=$MONGODB_HOME/bin:$PATH
# 使当即生效
source /etc/profile

二、config server配置服务器

mongodb3.4之后要求配置服务器也建立副本集，否则集群搭建不成功。

添加配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/config.conf

## 配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/config/log/configsrv.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/config/data
logpath = /usr/local/mongodb/config/log/congigsrv.log
logappend = true
 
bind_ip = 0.0.0.0
port = 21000
fork = true
 
#declare this is a config db of a cluster;
configsvr = true

#副本集名称
replSet=configs
 
#设置最大链接数
maxConns=20000

启动三台服务器的config server

mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf

登陆任意一台配置服务器，初始化配置副本集

#链接
mongo --port 21000
#config变量
config = {
...    _id : "configs",
...     members : [
...         {_id : 0, host : "192.168.0.75:21000" },
...         {_id : 1, host : "192.168.0.84:21000" },
...         {_id : 2, host : "192.168.0.86:21000" }
...     ]
... }

#初始化副本集
rs.initiate(config)

其中，"_id" : "configs"应与配置文件中配置的 replicaction.replSetName 一致，"members" 中的 "host" 为三个节点的 ip 和 port

三、配置分片副本集(三台机器)

设置第一个分片副本集

配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf

#配置文件内容
#——————————————–
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard1/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 27001
fork = true
 
#打开web监控
httpinterface=true
rest=true
 
#副本集名称
replSet=shard1
 
#declare this is a shard db of a cluster;
shardsvr = true
 
#设置最大链接数
maxConns=20000

启动三台服务器的shard1 server

mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf

登录任意一台服务器，初始化副本集

mongo --port 27001
#使用admin数据库
use admin
#定义副本集配置，第三个节点的 "arbiterOnly":true 表明其为仲裁节点。
config = {
...    _id : "shard1",
...     members : [
...         {_id : 0, host : "192.168.0.75:27001" },
...         {_id : 1, host : "192.168.0.84:27001" },
...         {_id : 2, host : "192.168.0.86:27001” , arbiterOnly: true }
...     ]
... }
#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

设置第二个分片副本集

配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf

#配置文件内容
#——————————————–
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard2/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 27002
fork = true
 
#打开web监控
httpinterface=true
rest=true
 
#副本集名称
replSet=shard2
 
#declare this is a shard db of a cluster;
shardsvr = true
 
#设置最大链接数
maxConns=20000

启动三台服务器的shard2 server

mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf

登录任意一台服务器，初始化副本集

mongo --port 27002
#使用admin数据库
use admin
#定义副本集配置
config = {
...    _id : "shard2",
...     members : [
...         {_id : 0, host : "192.168.0.75:27002"  , arbiterOnly: true },
...         {_id : 1, host : "192.168.0.84:27002" },
...         {_id : 2, host : "192.168.0.86:27002" }
...     ]
... }

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

设置第三个分片副本集

配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf

#配置文件内容
#——————————————–
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard3/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 27003
fork = true
 
#打开web监控
httpinterface=true
rest=true
 
#副本集名称
replSet=shard3
 
#declare this is a shard db of a cluster;
shardsvr = true
 
#设置最大链接数
maxConns=20000

启动三台服务器的shard3 server

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

登录任意一台服务器，初始化副本集

mongo --port 27003
#使用admin数据库
use admin
#定义副本集配置
config = {
...    _id : "shard3",
...     members : [
...         {_id : 0, host : "192.168.0.75:27003" },
...         {_id : 1, host : "192.168.0.84:27003" , arbiterOnly: true},
...         {_id : 2, host : "192.168.0.86:27003" }
...     ]
... }

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

四、配置路由服务器 mongos

先启动配置服务器和分片服务器,后启动路由实例启动路由实例:（三台机器）

vi /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf

#内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.pid
logpath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 20000
fork = true

#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
configdb = configs/192.168.0.75:21000,192.168.0.84:21000,192.168.0.86:21000
 
#设置最大链接数
maxConns=20000

启动三台服务器的mongos server

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

五、启用分片

目前搭建了mongodb配置服务器、路由服务器，各个分片服务器，不过应用程序链接到mongos路由服务器并不能使用分片机制，还须要在程序里设置分片配置，让分片生效。

登录任意一台mongos

mongo --port 20000
#使用admin数据库
user  admin
#串联路由服务器与分配副本集
sh.addShard("shard1/192.168.0.75:27001,192.168.0.84:27001,192.168.0.86:27001")
sh.addShard("shard2/192.168.0.75:27002,192.168.0.84:27002,192.168.0.86:27002")
sh.addShard("shard3/192.168.0.75:27003,192.168.0.84:27003,192.168.0.86:27003")
#查看集群状态
sh.status()

六、测试

目前配置服务、路由服务、分片服务、副本集服务都已经串联起来了，但咱们的目的是但愿插入数据，数据可以自动分片。链接在mongos上，准备让指定的数据库、指定的集合分片生效。

mongdb并不会主动去分片，这须要你去手动设置。 因此你会看到以下的命令

#指定testdb分片生效
db.runCommand( { enablesharding :"testdb"});      #这个命令是说testdb这个库启用分片
#指定数据库里须要分片的集合和片键
db.runCommand( { shardcollection : "testdb.table1",key : {id: 1} } )    #这个命令是说对testdb下的table1 进行分片存储。片键是id 分片方式是1 
我并不知道 1 这个分片方式是什么算法。由于我在这里用的是hashed（哈希）的分片方式: db.runCommand( { shardcollection : "testdb.table1",key : {id: "hashed"} } )
这样就能够了，hashed算法会平均的将你的数据放到各个分片。
值得注意的是 以上的设置 须要在 admin库中实现。而执行插入命令时 作好切换到testdb，即：use testdb

咱们设置testdb的 table1 表须要分片，根据 id 自动分片到 shard1 ，shard2，shard3 上面去。要这样设置是由于不是全部mongodb 的数据库和表 都须要分片！

测试分片配置结果

mongo  127.0.0.1:20000
#使用testdb
use  testdb;
#插入测试数据
for (var i = 1; i <= 100000; i++)
db.table1.save({id:i,"test1":"testval1"});
#查看分片状况以下，部分无关信息省掉了
db.table1.stats();

{
        "sharded" : true,
        "ns" : "testdb.table1",
        "count" : 100000,
        "numExtents" : 13,
        "size" : 5600000,
        "storageSize" : 22372352,
        "totalIndexSize" : 6213760,
        "indexSizes" : {
                "_id_" : 3335808,
                "id_1" : 2877952
        },
        "avgObjSize" : 56,
        "nindexes" : 2,
        "nchunks" : 3,
        "shards" : {
                "shard1" : {
                        "ns" : "testdb.table1",
                        "count" : 42183,
                        "size" : 0,
                        ...
                        "ok" : 1
                },
                "shard2" : {
                        "ns" : "testdb.table1",
                        "count" : 38937,
                        "size" : 2180472,
                        ...
                        "ok" : 1
                },
                "shard3" : {
                        "ns" : "testdb.table1",
                        "count" :18880,
                        "size" : 3419528,
                        ...
                        "ok" : 1
                }
        },
        "ok" : 1
}

能够看到数据分到3个分片，各自分片数量为： shard1 “count” : 42183，shard2 “count” : 38937，shard3 “count” : 18880。已经成功了！

后期运维

启动关闭

mongodb的启动顺序是，先启动配置服务器，在启动分片，最后启动mongos.

mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf

关闭时，直接killall杀掉全部进程

killall mongod
killall mongos
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