MongoDB Sharded cluster架构原理

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为什么需要Sharded cluster？ MongoDB目前3大核心优势：『灵活模式』+ 『高可用性』 + 『可扩展性』，通过json文档来实现灵活模式，通过复制集来保证高可用，通过Sharded cluster来保证可扩展性。 当MongoDB复制集遇到下面的业务场景时，你就需要考虑使用Sh

为什么需要Sharded cluster？

MongoDB目前3大核心优势：『灵活模式』+ 『高可用性』 + 『可扩展性』，通过json文档来实现灵活模式，通过复制集来保证高可用，通过Sharded cluster来保证可扩展性。

当MongoDB复制集遇到下面的业务场景时，你就需要考虑使用Sharded cluster

• 存储容量需求超出单机磁盘容量
• 活跃的数据集超出单机内存容量，导致很多请求都要从磁盘读取数据，影响性能
• 写IOPS超出单个MongoDB节点的写服务能力

如上图所示，Sharding Cluster使得集合的数据可以分散到多个Shard（复制集或者单个Mongod节点）存储，使得MongoDB具备了横向扩展（Scale out）的能力，丰富了MongoDB的应用场景。

Sharded cluster架构

Sharded cluster由Shard、Mongos和Config server 3个组件构成。

Mongos是Sharded cluster的访问入口，强烈建议所有的管理操作、读写操作都通过mongos来完成，以保证cluster多个组件处于一致的状态。

Mongos本身并不持久化数据，Sharded cluster所有的元数据都会存储到Config Server（下一节详细介绍），而用户的数据则会分散存储到各个shard。Mongos启动后，会从config server加载元数据，开始提供服务，将用户的请求正确路由到对应的Shard。

数据分布策略

Sharded cluster支持将单个集合的数据分散存储在多个shard上，用户可以指定根据集合内文档的某个字段即shard key来分布数据，目前主要支持2种数据分布的策略，范围分片（Range based sharding）或hash分片（Hash based sharding）。

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