MongoDB 3.4 集群搭建
MongoDB 集群搭建
概念理解
从图中可以看到有四个组件：mongos、config server、shard、replica set。
mongos，数据库集群请求的入口，所有的请求都通过mongos进行协调，不需要在应用程序添加一个路由选择器，mongos自己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。在生产环境通常有多mongos作为请求的入口，防止其中一个挂掉所有的mongodb请求都没有办法操作。
config server，顾名思义为配置服务器，存储所有数据库元信息（路由、分片）的配置。mongos本身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，以后如果配置服务器信息变化会通知到所有的 mongos 更新自己的状态，这样 mongos 就能继续准确路由。在生产环境通常有多个 config server 配置服务器，因为它存储了分片路由的元数据，防止数据丢失！
shard，分片（sharding）是指将数据库拆分，将其分散在不同的机器上的过程。将数据分散到不同的机器上，不需要功能强大的服务器就可以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，每个片只负责总数据的一部分，最后通过一个均衡器来对各个分片进行均衡（数据迁移）。
replica set，中文翻译副本集，其实就是shard的备份，防止shard挂掉之后数据丢失。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，提高了数据的可用性， 并可以保证数据的安全性。
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并且不要求硬件设备，不能将Arbiter部署在同一个数据集节点中，可以部署在其他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），需要添加仲裁节点做为投票，否则primary不能运行时不会自动切换primary。
简单了解之后，我们可以这样总结一下，应用请求mongos来操作mongodb的增删改查，配置服务器存储数据库元信息，并且和mongos做同步，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个节点。
环境准备
- 系统：CentOS 7.4
- 服务器：192.168.16.150、192.168.16.151、192.168.16.152
- 安装包：mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.9.tgz
服务器规划：
| 150 | 151 | 152 |
|---|---|---|
| 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
# 下载 MongoDB
$ cd /opt
$ wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.9.tgz
# 解压
$ tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.9.tgz
$ ln -s /opt/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.4.9 /opt/mongodb
# 创建目录
$ mkdir -p /opt/mongodb/conf
$ mkdir -p /data/mongodb/mongos/log
$ mkdir -p /data/mongodb/{config,shard1,shard2,shard3}/{data,log}
# 配置环境变量
$ vim /etc/profile.d/mongodb.sh
#!/bin/bash
export MONGODB_HOME=/opt/mongodb
export PATH=$PATH:$MONGODB_HOME/bin
$ source /etc/profile.d/mongodb.sh
# 验证
$ mongod -version二、Config Server 配置
1. 配置并启动服务
$ vim /opt/mongodb/conf/config.conf
sharding:
clusterRole: configsvr
replication:
replSetName: config
# log
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /data/mongodb/config/log/config.log
# data
storage:
dbPath: /data/mongodb/config/data
journal:
enabled: true
# process
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /var/run/configsrv.pid
# network
net:
port: 21000
bindIp: 192.168.16.150更多参数配置请参阅：参数配置
注意修改bindIp，并在三台服务器上启动 Config Server 服务
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/config.conf2. 连接并配置服务
选择任意服务器进行连接
$ mongo --host 192.168.16.150 --port 21000使用 rs.initiate() 方法来初始化
_id：必须匹配配置的 replication.replSetName 值member：全部的副本集configsvr：对于 config server 副本集，该值必须为 true
# 初始化副本集
> rs.initiate(
{
_id: "config",
configsvr: true,
members: [
{ _id : 0, host : "192.168.16.150:21000" },
{ _id : 1, host : "192.168.16.151:21000" },
{ _id : 2, host : "192.168.16.152:21000" }
]
}
)
# 查看分区状态
> rs.status()
# 退出
> quit()三、Shard 配置
1. 配置并启动服务
# 配置
$ vim /opt/mongodb/conf/shard1.conf
sharding:
clusterRole: shardsvr
replication:
replSetName: shard1
# log
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /data/mongodb/shard1/log/shard1.log
# data
storage:
dbPath: /data/mongodb/shard1/data
journal:
enabled: true
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 1
# process
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /var/run/shard1.pid
# network
net:
port: 27001
bindIp: 192.168.16.150更多参数配置请参阅：参数配置
注意修改bindIp，并在三台服务器上启动 Shard 服务
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/shard1.conf2. 连接并配置服务
选择任意服务器进行连接
$ mongo --host 192.168.16.150 --port 27001使用 rs.initiate() 方法来初始化
_id：必须匹配配置的 replication.replSetName 值member：全部的副本集
# 使用 admin 数据库
> use admin
# 初始化副本集，第三个节点的 "arbiterOnly":true 代表其为仲裁节点
> rs.initiate(
{
_id: "shard1",
members: [
{ _id : 0, host : "192.168.16.150:27001" },
{ _id : 1, host : "192.168.16.151:27001" },
{ _id : 2, host : "192.168.16.152:27001", arbiterOnly: true }
]
}
)
# 查看分区状态
> rs.status()
# 退出
> quit()到这，shard1 就配置好了，shard2 和 shard3 的操作基本一样，如下：
Shard2（注意修改bindIp）
$ vim /opt/mongodb/conf/shard2.conf
sharding:
clusterRole: shardsvr
replication:
replSetName: shard2
# log
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /data/mongodb/shard2/log/shard2.log
# data
storage:
dbPath: /data/mongodb/shard2/data
journal:
enabled: true
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 1
# process
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /var/run/shard2.pid
# network
net:
port: 27002
bindIp: 192.168.16.150
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/shard2.conf
$ mongo --host 192.168.16.150 --port 27002
> use admin
> rs.initiate(
{
_id: "shard2",
members: [
{ _id : 0, host : "192.168.16.150:27002", arbiterOnly: true },
{ _id : 1, host : "192.168.16.151:27002" },
{ _id : 2, host : "192.168.16.152:27002" }
]
}
)Shard3（注意修改bindIp）
$ vim /opt/mongodb/conf/shard3.conf
sharding:
clusterRole: shardsvr
replication:
replSetName: shard3
# log
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /data/mongodb/shard3/log/shard3.log
# data
storage:
dbPath: /data/mongodb/shard3/data
journal:
enabled: true
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 1
# process
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /var/run/shard3.pid
# network
net:
port: 27003
bindIp: 192.168.16.150
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/shard3.conf
$ mongo --host 192.168.16.150 --port 27003
> use admin
> rs.initiate(
{
_id: "shard3",
members: [
{ _id : 0, host : "192.168.16.150:27003" },
{ _id : 1, host : "192.168.16.151:27003", arbiterOnly: true },
{ _id : 2, host : "192.168.16.152:27003" }
]
}
)四、Mongos 配置
1. 配置并启动服务
# 配置
$ vim /opt/mongodb/conf/mongos.conf
sharding:
configDB: config/192.168.16.150:21000,192.168.16.151:21000,192.168.16.152:21000
# log
systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /data/mongodb/mongos/log/mongos.log
# process
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /var/run/mongos.pid
# network
net:
port: 20000
bindIp: 192.168.16.150更多参数配置请参阅：参数配置
注意修改bindIp，并在三台服务器上启动 Mongos 服务
$ mongos --config /opt/mongodb/conf/mongos.conf2. 连接并配置服务
选择任意服务器进行连接
$ mongo --host 192.168.16.150 --port 20000使用 rs.initiate() 方法来初始化
_id：必须匹配配置的 replication.replSetName 值member：全部的副本集configsvr：对于 config server 副本集，该值必须为 true
# 使用 admin 数据库
> use admin
# 串联路由服务器与分配副本集
> sh.addShard("shard1/192.168.16.150:27001,192.168.16.151:27001,192.168.16.152:27001")
> sh.addShard("shard2/192.168.16.150:27002,192.168.16.151:27002,192.168.16.152:27002")
> sh.addShard("shard3/192.168.16.150:27003,192.168.16.151:27003,192.168.16.152:27003")
# 查看集群状态
> sh.status()
--- Sharding Status ---
sharding version: {
"_id" : 1,
"minCompatibleVersion" : 5,
"currentVersion" : 6,
"clusterId" : ObjectId("59ca06fabd3d4cb527e9368d")
}
shards:
{ "_id" : "shard1", "host" : "shard1/192.168.16.150:27001,192.168.16.151:27001", "state" : 1 }
{ "_id" : "shard2", "host" : "shard2/192.168.16.151:27002,192.168.16.152:27002", "state" : 1 }
{ "_id" : "shard3", "host" : "shard3/192.168.16.150:27003,192.168.16.152:27003", "state" : 1 }
active mongoses:
"3.4.9" : 1
autosplit:
Currently enabled: yes
balancer:
Currently enabled: yes
Currently running: no
Balancer lock taken at Tue Sep 26 2017 15:51:24 GMT+0800 (CST) by ConfigServer:Balancer
Failed balancer rounds in last 5 attempts: 0
Migration Results for the last 24 hours:
No recent migrations
databases:
{ "_id" : "test", "primary" : "shard3", "partitioned" : false }
# 退出
> quit()使数据库分片生效
首先必须连接到 mongos 服务，而为了让集合（collection）能够分片，先必须使得集合对应的数据库分片生效，数据库分片生效后，并不会重新分配数据，而是使得数据库中集合的分片成为可能。
使用 sh.enableSharding() 方法让指定数据库分片生效
> sh.enableSharding("xxxx")五、测试
# 让指定数据库和指定的集合分片生效
$ mongo --host 192.168.16.150 --port 20000
> sh.enableSharding("testdb")
> sh.shardCollection("testdb.table1", {id: 1})
# 测试
$ mongo 192.168.16.150:20000
> use testdb
# 插入测试数据（当数据量未达到阈值时，是不会进行分割和迁移的）
> for (var i = 1; i <= 2000000; i++) db.table1.save({id: i, "test1": "testval1"})
# 查看分片情况
> db.table1.stats()
mongos> db.table1.stats()
mongos> db.table1.stats()
{
"sharded" : true,
"capped" : false,
"ns" : "testdb.table1",
"count" : 2000001,
"size" : 107000053,
"storageSize" : 38379520,
"totalIndexSize" : 51064832,
"indexSizes" : {
"_id_" : 21872640,
"id_1" : 29192192
},
"avgObjSize" : 53.37500081249959,
"nindexes" : 2,
"nchunks" : 7,
"shards" : {
"shard1" : {
"ns" : "testdb.table1",
"size" : 27000054,
"count" : 500001,
"avgObjSize" : 54,
"storageSize" : 8605696,
"capped" : false,
"nindexes" : 2,
"totalIndexSize" : 11132928,
"indexSizes" : {
"_id_" : 4755456,
"id_1" : 6377472
},
"ok" : 1
},
"shard2" : {
"ns" : "testdb.table1",
"size" : 66499945,
"count" : 1249999,
"avgObjSize" : 53,
"storageSize" : 25427968,
"capped" : false,
"nindexes" : 2,
"totalIndexSize" : 34476032,
"indexSizes" : {
"_id_" : 14802944,
"id_1" : 19673088
},
"ok" : 1
},
"shard3" : {
"ns" : "testdb.table1",
"size" : 13500054,
"count" : 250001,
"avgObjSize" : 54,
"storageSize" : 4345856,
"capped" : false,
"nindexes" : 2,
"totalIndexSize" : 5455872,
"indexSizes" : {
"_id_" : 2314240,
"id_1" : 3141632
},
"ok" : 1
}
},
"ok" : 1
}后期运维
一、启动及关闭
mongodb的启动顺序是，先启动配置服务器，再启动分片，最后启动mongos
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/config.conf
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/shard1.conf
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/shard2.conf
$ mongod --config /opt/mongodb/conf/shard3.conf
$ mongos --config /opt/mongodb/conf/mongos.conf关闭时，直接killall杀掉所有进程
$ killall mongod
$ killall mongos文章参考
- mongodb 3.4 集群搭建：分片+副本集
- mongodb 3.4 集群搭建升级版 五台集群
- Deploy a Sharded Cluster