MongoDB分片集群配置实例

环境：

windows操作系统

mongodb 3.4社区版

目标：

配置包含两个分片一个配置服务器的分片集群。其中每一个分片和一个配置服务器都被配置为一个单独的副本集。如下图所示：

注：每一个分片都应该被配置在一个单独的服务器设备上。方便起见，本文在同一台机器通过不同端口模拟不同服务器上的组件，实现分片集群的配置。（生产环境的配置与此相同，只需使用自己的主机名、端口、路径等即可）。

下图为本文配置的分片集群架构，其中的任意节点（副本集节点和分片节点）都是可扩展的。

1、分别为config server、shard-1、shard-2创建数据目录

每一个分片成员配置为一个副本集，因此每个组件下都包含自己的复制集数据目录。

config server、shard-1、shard-2的复制集分别为rs1 、rs2、 rs3 。

每个复制集各包含三个节点 rsx-0（主节点）、rsx-1、rsx-2 。

其中config server 复制集数据目录如下：shard-1、shard-2分片的复制集目录与此类似、以此类推。

 

每个成员的端口分配及启动配置如下：

2、创建config server 复制集

mongod --configsvr --replSet <setname> --dbpath <path>
--configsvr 声明该实例是分片集群的配置服务数据库
--replSet   指定复制集名称
--dbpath    指定数据存放目录

分别使用以下命令，启动并初始化config server副本集的三个成员：

mongod --configsvr --port 27020 --dbpath E:devInstallMongoDBshardconsrv s1-0 --replSet rs1 --smallfiles --oplogSize 128

mongod --configsvr --port 27021 --dbpath E:devInstallMongoDBshardconsrv s1-1 --replSet rs1 --smallfiles --oplogSize 128

mongod --configsvr --port 27022 --dbpath E:devInstallMongoDBshardconsrv s1-2 --replSet rs1 --smallfiles --oplogSize 128

初始化成功之后，使用mongo shell 连接到3个配置服务器之一：

mongo --host <hostname> --port <port>

连接成功之后，设置复制集及其节点：

rs.initiate(
  {
    _id: "<replSetName>",
    configsvr: true,
    members: [
      { _id : 0, host : "127.0.0.1:27020" },
      { _id : 1, host : "127.0.0.1:27021" },
      { _id : 2, host : "127.0.0.1:27022" }
    ]
  }
)

复制集设置成功之后，使用rs.conf()即可查看相关状态：

2、创建shard 复制集（以shard-1为例）

mongod --shardsvr --replSet <replSetname>
--shardsvr  声明此实例为集群的分片数据库实例
--replSet   指定复制集名称

分别使用以下命令，启动并初始化shard-1复制集的三个成员：

shard-1:

mongod --shardsvr --port 27023 --dbpath E:devInstallMongoDBshardshard-1 s2-0 --replSet rs2 --smallfiles --oplogSize 128

mongod --shardsvr --port 27024 --dbpath E:devInstallMongoDBshardshard-1 s2-1 --replSet rs2 --smallfiles --oplogSize 128

mongod --shardsvr --port 27025 --dbpath E:devInstallMongoDBshardshard-1 s2-2 --replSet rs2 --smallfiles --oplogSize 128

初始化成功之后，，使用mongo shell 连接到3个分片服务器之一：

mongo --host <hostname> --port <port>

连接成功之后，设置复制集及其节点：

rs.initiate(
  {
    _id : <replicaSetName>,
    members: [
      { _id : 0, host : "127.0.0.1:27023" },
      { _id : 1, host : "127.0.0.1:27024"},
      { _id : 2, host : "127.0.0.1:27025" }
    ]
  }
)

设置成功后，使用rs.status()查看复制集及各个节点状态：

shard-2复制集配置同上。

3、mongos配置
启动连接到当前分片集群的mongos（路由）。需要使用 --configdb 选项来指定config server复制集。
格式：<configReplSetName>/cfg1.example.net:27017,cfg2.example.net:27017,...
在此，我们使用config server 复制集的第一个节点在27030端口上启动mongos路由服务：

mongos --configdb "rs1/127.0.0.1:27020" --port 27030

使用mongo shell连接到mongos实例：
使用db.isMster()判断是否到mongos实例，如果存在 "msg":"isdbgrid"，表明成功连接。
   

4、将分片添加到集群中
依然在连接到mongos的mongo shell窗口。
使用sh.addShard("<replSetName>/s1-mongo1.example.net:27017")方法添加shard-1和shard-2两个分片到集群中。

          

5、使用哈希分片对collection进行分区

   开启数据库分片功能：

        sh.enableSharding("<database>")
   
   指定数据库表中的字段key为分片键，并对其使用哈希分片策略。

         sh.shardCollection("<database>.<collection>", { <key> : "hashed" } )  

   到此即结束了分片集群的设置。
   
  例：开启shard数据的分片功能。指定student表的stuNum为哈希索引分片键。向student表插入7条数据记录。如下：

              

    通过mongo 进入1分片shard-1，发现student表中包含5条数据。

             

    通过mongo 进入2分片shard-2，发现student表中包含2条数据。

             

此分片集群中的student表中有7条数据。有5条在shard-1服务器上，2条在shard-2服务器上。（mongodb 通过计算stuNum字段的哈希值决定将其存储在哪一个分片上）
使用mongos的用户不关心数据存储在哪里，用户只知道这个集群的数据库中有7条student数据记录。