MongoDB Sharding Cluster 分片集群

集群基本结构
搭建
分片策略应用
balancer管理

一, 图解与规划

1. 图解

2. 规划 10个实例：38017-38026

(1）configserver:
3台构成的复制集（1主两从，不支持arbiter）38018-38020（复制集名字configsvr）

（2）shard节点：
sh1：38021-23 （1主两从，其中一个节点为arbiter，复制集名字sh1）
sh2：38024-26 （1主两从，其中一个节点为arbiter，复制集名字sh2）

二, 配置过程

1. shard复制集配置：

1. 目录创建：

   mkdir -p /mongodb/38021/conf  /mongodb/38021/log  /mongodb/38021/data
   mkdir -p /mongodb/38022/conf  /mongodb/38022/log  /mongodb/38022/data
   mkdir -p /mongodb/38023/conf  /mongodb/38023/log  /mongodb/38023/data
   mkdir -p /mongodb/38024/conf  /mongodb/38024/log  /mongodb/38024/data
   mkdir -p /mongodb/38025/conf  /mongodb/38025/log  /mongodb/38025/data
   mkdir -p /mongodb/38026/conf  /mongodb/38026/log  /mongodb/38026/data
   

2. 修改配置文件：

   sh1:
   
   cat >> /mongodb/38021/conf/mongodb.conf <> /mongodb/38024/conf/mongodb.conf << EOF
   systemLog:
     destination: file
     path: /mongodb/38024/log/mongodb.log   
     logAppend: true
   storage:
     journal:
       enabled: true
     dbPath: /mongodb/38024/data
     directoryPerDB: true
     wiredTiger:
       engineConfig:
         cacheSizeGB: 1
         directoryForIndexes: true
       collectionConfig:
         blockCompressor: zlib
       indexConfig:
         prefixCompression: true
   net:
     port: 38024
   replication:
     oplogSizeMB: 2048
     replSetName: sh2
   sharding:
     clusterRole: shardsvr
   processManagement: 
     fork: true
   EOF
   
   cp  /mongodb/38024/conf/mongodb.conf  /mongodb/38025/conf/
   cp  /mongodb/38024/conf/mongodb.conf  /mongodb/38026/conf/
   sed 's#38024#38025#g' /mongodb/38025/conf/mongodb.conf -i
   sed 's#38024#38026#g' /mongodb/38026/conf/mongodb.conf -i
   

3. 启动所有节点

   mongod -f  /mongodb/38021/conf/mongodb.conf 
   mongod -f  /mongodb/38022/conf/mongodb.conf 
   mongod -f  /mongodb/38023/conf/mongodb.conf 
   mongod -f  /mongodb/38024/conf/mongodb.conf 
   mongod -f  /mongodb/38025/conf/mongodb.conf 
   mongod -f  /mongodb/38026/conf/mongodb.conf 
   

4. 搭建复制集：

   mongo --port 38021
   use  admin
   config = {_id: 'sh1', members: [
              {_id: 0, host: '10.0.0.200:38021'},
              {_id: 1, host: '10.0.0.200:38022'},
              {_id: 2, host: '10.0.0.200:38023',"arbiterOnly":true}]
            }
   
   rs.initiate(config)
     
    
    
   mongo --port 38024 
   use admin
   config = {_id: 'sh2', members: [
              {_id: 0, host: '10.0.0.200:38024'},
              {_id: 1, host: '10.0.0.200:38025'},
              {_id: 2, host: '10.0.0.200:38026',"arbiterOnly":true}]
              }
     
   rs.initiate(config)
   

2. config节点配置：

1. 目录创建：

   mkdir -p /mongodb/38018/conf  /mongodb/38018/log  /mongodb/38018/data
   mkdir -p /mongodb/38019/conf  /mongodb/38019/log  /mongodb/38019/data
   mkdir -p /mongodb/38020/conf  /mongodb/38020/log  /mongodb/38020/data
   

2. 修改配置文件：

   cat >> /mongodb/38018/conf/mongodb.conf << EOF
   systemLog:
     destination: file
     path: /mongodb/38018/log/mongodb.conf
     logAppend: true
   storage:
     journal:
       enabled: true
     dbPath: /mongodb/38018/data
     directoryPerDB: true
     #engine: wiredTiger
     wiredTiger:
       engineConfig:
         cacheSizeGB: 1
         directoryForIndexes: true
       collectionConfig:
         blockCompressor: zlib
       indexConfig:
         prefixCompression: true
   net:
     port: 38018
   replication:
     oplogSizeMB: 2048
     replSetName: configReplSet
   sharding:
     clusterRole: configsvr
   processManagement: 
     fork: true
   EOF
   
   cp /mongodb/38018/conf/mongodb.conf /mongodb/38019/conf/
   cp /mongodb/38018/conf/mongodb.conf /mongodb/38020/conf/
   sed 's#38018#38019#g' /mongodb/38019/conf/mongodb.conf -i
   sed 's#38018#38020#g' /mongodb/38020/conf/mongodb.conf -i
   

3. 启动节点，并配置复制集

   mongod -f /mongodb/38018/conf/mongodb.conf 
   mongod -f /mongodb/38019/conf/mongodb.conf 
   mongod -f /mongodb/38020/conf/mongodb.conf 
   
   mongo --port 38018
   use  admin
   
   config = {_id: 'configReplSet', members: [
                             {_id: 0, host: '10.0.0.200:38018'},
                             {_id: 1, host: '10.0.0.200:38019'},
                             {_id: 2, host: '10.0.0.200:38020'}]
              }
   rs.initiate(config)
   
   注：configserver 可以是一个节点，官方建议复制集。
   configserver不能有arbiter。
   新版本中，要求必须是复制集。
   注：mongodb 3.4之后，虽然要求config server为replica set，但是不支持arbiter
   

3. mongos节点配置：

1. 创建目录：

   mkdir -p /mongodb/38017/conf  /mongodb/38017/log 
   

2. 配置文件：

   cat >> /mongodb/38017/conf/mongos.conf <

3. 启动mongos

   mongos -f /mongodb/38017/conf/mongos.conf
   

三. 分片集群操作：

连接到其中一个mongos（10.0.0.200），做以下配置

1. 连接到mongs的admin数据库

   # su - mongod
   $ mongo 10.0.0.200:38017/admin
   

2. 添加分片

   db.runCommand( { addshard : "sh1/10.0.0.200:38021,10.0.0.200:38022,10.0.0.200:38023",name:"shard1"} )
   db.runCommand( { addshard : "sh2/10.0.0.200:38024,10.0.0.200:38025,10.0.0.200:38026",name:"shard2"} )
   

3. 列出分片

   db.runCommand( { listshards : 1 } )
   

4. 整体状态查看

   sh.status();
   

四. 使用分片集群

1. RANGE分片配置及测试( 用的不多, 主要用hash分片 )

test库下的vast大表进行手工分片

1. 激活数据库分片功能

mongo --port 38017 admin

admin>  ( { enablesharding : "数据库名称" } )

eg：
admin> db.runCommand( { enablesharding : "test" } )

2. 指定分片建对集合分片

eg：范围片键
--创建索引
use test
> db.vast.ensureIndex( { id: 1 } )

--开启分片
use admin
> db.runCommand( { shardcollection : "test.vast",key : {id: 1} } )

3. 集合分片验证

use test
test> for(i=1;i<500000;i++){ db.vast.insert({"id":i,"name":"shenzheng","age":70,"date":new Date()}); }

test> db.vast.stats()

4. 分片结果测试

shard1:
mongo --port 38021
db.vast.count();

shard2:
mongo --port 38024
db.vast.count();

2. Hash分片例子：(主要用这种)

对oldguo库下的vast大表进行hash

创建哈希索引

1. 对于oldguo开启分片功能

   mongo --port 38017 admin
   use admin
   admin> db.runCommand( { enablesharding : "oldguo" } )
   

2. 对于oldguo库下的vast表建立hash索引

   use oldguo
   oldguo> db.vast.ensureIndex( { id: "hashed" } )
   

3. 开启分片

   use admin
   admin > sh.shardCollection( "oldguo.vast", { id: "hashed" } )
   

4. 录入10w行数据测试

   use oldguo
   for(i=1;i<=100000;i++){ db.vast.insert({"id":i,"name":"shenzheng","age":70,"date":new Date()}); }
   

5. hash分片结果测试

   mongo --port 38021
   use oldguo
   db.vast.count();
   
   mongo --port 38024
   use oldguo
   db.vast.count();
   

3. 判断是否Shard集群

admin> db.runCommand({ isdbgrid : 1})

4. 列出所有分片信息

admin> db.runCommand({ listshards : 1})

5. 列出开启分片的数据库

use config
config> db.databases.find( { "partitioned": true } )
或者：
config> db.databases.find() //列出所有数据库分片情况

6. 查看分片的片键

db.collections.find().pretty()

7. 查看分片的详细信息

admin> db.printShardingStatus()
或
admin> sh.status()

8. 删除分片节点（谨慎）

（1）确认blance是否在工作
sh.getBalancerState()

（2）删除shard2节点(谨慎)
mongos> db.runCommand( { removeShard: "shard2" } )

注意：删除操作一定会立即触发blancer。

9. balancer操作

介绍：
mongos的一个重要功能，自动巡查所有shard节点上的chunk的情况，自动做chunk迁移。
什么时候工作？
1、自动运行，会检测系统不繁忙的时候做迁移
2、在做节点删除的时候，立即开始迁移工作
3、balancer只能在预设定的时间窗口内运行

有需要时可以关闭和开启blancer（备份的时候）
mongos> sh.stopBalancer()
mongos> sh.startBalancer()

10. 自定义 自动平衡进行的时间段

https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/manage-sharded-cluster-balancer/#schedule-the-balancing-window
// connect to mongos


use config
sh.setBalancerState( true )

db.settings.update({ _id : "balancer" }, { $set : { activeWindow : { start : "3:00", stop : "5:00" } } }, true )

sh.getBalancerWindow()
sh.status()

五. 关于集合的balance（了解下）

关闭某个集合的balance
sh.disableBalancing("students.grades")
打开某个集合的balance
sh.enableBalancing("students.grades")
确定某个集合的balance是开启或者关闭
db.getSiblingDB("config").collections.findOne({_id : "students.grades"}).noBalance;