MongoDB4.0构建分布式分片群集

MongoDB4.0构建分布式分片群集

 

你讲屡次关注0人评论2087人阅读2018-08-09 20:48:43

 

MongoDB分片简述

• 高数据量和吞吐量的数据库应用会对单机的性能形成较大压力，大的查询量会将单机的 CPU 耗尽，大的数据量对单机的存储压力较大，最终会耗尽系统的内存而将压力转移到磁盘 IO 上。
• MongoDB 分片是使用多个服务器存储数据的方法，以支持巨大的数据存储和对数据进行操做。分片技术能够知足 MongoDB 数据量大量增加的需求，当一台 MongoDB 服务器不足以存储海量数据或不足以提供可接受的读写吞吐量时，咱们就能够经过在多台服务器上分割数据，使得数据库系统能存储和处理更多的数据。

MongoDB分片优点

• 分片为应对高吞吐量与大数据量提供了方法：

1. 使用分片减小了每一个分片须要处理的请求数，所以，经过水平扩展，群集能够提升本身的存储容量。好比，当插入一条数据时，应用只须要访问存储这条数据的分片。
2. 使用分片减小了每一个分片村存储的数据。

分片的优点在于提供相似线性增加的架构，提升数据可用性，提升大型数据库查询服务器的性能。当MongoDB单点数据库服务器存储成为瓶颈、单点数据库服务器的性能成为瓶颈或须要部署大型应用以充分利用内存时，可使用分片技术。

MongoDB分片群集的组成

MongoDB分片群集主要有以下三个组件：

• 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 角色能够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，存储了整个分片群集的配置信息，其中包括chunk信息。
• Routers：前端路由，客户端由此接入，且让整个群集看上去像单一数据库，前端应用能够透明使用。

系统环境

• 系统：CentOS 7.4 x86_64
• 软件版本：4.0
• 关闭防火墙及selinux

IP地址	路由服务器(Routers)	配置服务器(Config Server)	Shard1	Shard2	Shard3
192.168.125.119	27017	27018	27001	27002	27003
192.168.125.120	27017	27018	27001	27002	27003
192.168.125.121	27017	27018	27001	27002	27003

部署分片群集

　

三台物理服务器安装及配置

1. 下载解压MongoDB

   wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-4.0.0.tgz tar zxvf mongodb-linux-x86_64-4.0.0.tgz -C /opt mv /opt/mongodb-linux-x86_64-4.0.0/ /usr/local/mongodb

2. 建立路由、配置、分片服务器的数据存放目录及日志管理
   路由服务器不存储数据，所以不须要建立数据存储目录，日志文件建立完成还需给予权限。

   mkdir -p /data/mongodb/config mkdir -p /data/mongodb/shard{1,2,3} mkdir -p /data/mongodb/logs touch /data/mongodb/logs/shard{1,2,3}.log touch /data/mongodb/logs/mongos.log touch /data/mongodb/logs/config.log chmod 777 /data/mongodb/logs/*.log

3. 建立管理用户，修改目录权限

   useradd -M -s /sbin/nologin mongo chown -R mongo:mongo /usr/local/mongodb chown -R mongo:mongo /data/mongodb

4. 添加环境变量，便于使用

   echo 'export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodb' >> /etc/profile echo 'export PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin' >> /etc/profile source /etc/profile

5. 系统参数优化

   ulimit -n 25000 //能够打开的最大文件数量 ulimit -u 25000 //用户最大可用的进程数 sysctl -w vm.zone_reclaim_mode=0 //内存不足时，从其余节点分配内存 # 从CentOS7开始，MongoDB会建议关闭系统的THP特性，不然可能会致使性能降低 echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag //*注意*这些优化都是临时的，重启失效

部署配置服务器（三台物理服务器配置步骤相同）

1. 写入配置文件，咱们能够用scp命令把配置文件发到其余两台物理服务器

   # vim config.conf dbpath=/data/mongodb/config //数据文件存放位置 logpath=/data/logs/config.log //日志文件 port=27018 //端口号 logappend=true fork=true maxConns=5000 storageEngine=mmapv1 replSet=configs //复制集名称 configsvr=true //设置参数为true # mongod -f config.conf //启动config实例 scp /usr/local/mongodb/bin/config.conf root@192.168.125.120:/usr/local/mongodb/bin scp /usr/local/mongodb/bin/config.conf root@192.168.125.121:/usr/local/mongodb/bin

2. 配置复制集（任意一台物理机上操做便可）

   mongo --port 27018 config={_id:"configs",members:[{_id:0,host:"192.168.125.119:27018"},{_id:1,host:"192.168.125.120:27018"},{_id:2,host:"192.168.125.121:27018"}]} //建立复制集 rs.initiate(config) //初始化复制集

部署分片服务器

• 编辑shard{1,2,3}.conf配置文件，端口分别为27001,27002,27003，设置shardsvr=true，启动分片服务器

  # vim shard1.conf dbpath=/data/mongodb/shard1 logpath=/data/logs/shard1.log port=27001 logappend=true fork=true maxConns=5000 storageEngine=mmapv1 shardsvr=true # mongod -f shard1.conf # 与另外两台配置实例配置文件相同，仅端口、数据文件存放及日志文件要改，只需配置完成后启动便可

• 将shard1配置为复制集(这里须要注意的是，预先被设为仲裁节点的服务器上建立复制集会报错。)

  mongo --port 27001 use admin config={_id:"shard1",members:[{_id:0,host:"192.168.125.119:27001"},{_id:1,host:"192.168.125.120:27001"},{_id:2,host:"192.168.125.121:27001"}]} //建立复制集 rs.initiate(config) //初始化复制集

• 其他两台分片服务器shard二、shard3设置相同，注意端口及仲裁节点的问题便可

  部署路由服务器

• 建立配置文件，将配置文件发送到其余物理服务器。注意，路由服务器不须要存储数据目录

  # vim mongos.conf logpath=/data/mongodb/logs/mongos.log logappend = true port = 27017 fork = true configdb = configs/192.168.125.119:27018,192.168.125.120:27018,192.168.125.121:27018 maxConns=20000

• 启动mongos实例

  mongs -f /usr/local/mongodb/bin/mongos.conf # 注意，这边启动mongos实例用的是mongos命令

启动分片功能

mongo //默认进入27017端口 mongos> use admin mongos> sh.addShard("shard1/192.168.125.119:27001,192.168.125.120:27001,172.16.10.29:27001") mongos> sh.addShard("shard2/192.168.125.119:27002,192.168.125.120:27002,172.16.10.29:27002") mongos> sh.status() //查看群集状态 # 此处为添加两台分片服务器，后续添加的也会均匀分配分片数据

实现分片功能

• 设置分片chunk大小

  mongos> use config mongos> db.settings.save({"_id":"chunksize","value":1}) # 设置块大小为1M是方便实验，否则须要插入海量数据

• 模拟写入数据

  mongos> use school mongos> show collections mongos> for(i=1;i<=50000;i++){db.user.insert({"id":i,"name":"jack"+i})} # 在school库的user表中循环写入五万条数据

• 启动数据库分片

  mongos>sh.enableSharding("school") # 咱们能够自定义须要分片的库或表

• 为school库中的user集合建立索引，而后对表进行分片

  mongos> db.user.createIndex({"id":1}) # 以"id"做为索引 mongos> sh.shardCollection("school.user",{"id":1}) # 根据"id"对user表进行分片 mongos> sh.status() # 查看分片状况 mongos> sh.help() # 查看分片相关的命令