前言
最近因?yàn)楣ぷ鞯脑颍趯W(xué)習(xí)使用mongodb數(shù)據(jù)庫(kù)，mongodb是最常用的nodql數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)排名中已經(jīng)上升到了前六。這篇文章介紹如何搭建高可用的mongodb（分片+副本）集群，分享出來供大家參考學(xué)習(xí)，下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹：
在搭建集群之前，需要首先了解幾個(gè)概念：路由，分片、副本集、配置服務(wù)器等。
相關(guān)概念
先來看一張圖：
從圖中可以看到有四個(gè)組件：mongos、config server、shard、replica set。
mongos，數(shù)據(jù)庫(kù)集群請(qǐng)求的入口，所有的請(qǐng)求都通過mongos進(jìn)行協(xié)調(diào)，不需要在應(yīng)用程序添加一個(gè)路由選擇器，mongos自己就是一個(gè)請(qǐng)求分發(fā)中心，它負(fù)責(zé)把對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的shard服務(wù)器上。在生產(chǎn)環(huán)境通常有多mongos作為請(qǐng)求的入口，防止其中一個(gè)掛掉所有的mongodb請(qǐng)求都沒有辦法操作。
config server，顧名思義為配置服務(wù)器，存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)庫(kù)元信息（路由、分片）的配置。mongos本身沒有物理存儲(chǔ)分片服務(wù)器和數(shù)據(jù)路由信息，只是緩存在內(nèi)存里，配置服務(wù)器則實(shí)際存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。mongos第一次啟動(dòng)或者關(guān)掉重啟就會(huì)從 config server 加載配置信息，以后如果配置服務(wù)器信息變化會(huì)通知到所有的 mongos 更新自己的狀態(tài)，這樣 mongos 就能繼續(xù)準(zhǔn)確路由。在生產(chǎn)環(huán)境通常有多個(gè) config server 配置服務(wù)器，因?yàn)樗鎯?chǔ)了分片路由的元數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失！
shard，分片（sharding）是指將數(shù)據(jù)庫(kù)拆分，將其分散在不同的機(jī)器上的過程。將數(shù)據(jù)分散到不同的機(jī)器上，不需要功能強(qiáng)大的服務(wù)器就可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)和處理更大的負(fù)載。基本思想就是將集合切成小塊，這些塊分散到若干片里，每個(gè)片只負(fù)責(zé)總數(shù)據(jù)的一部分，最后通過一個(gè)均衡器來對(duì)各個(gè)分片進(jìn)行均衡（數(shù)據(jù)遷移）。
replica set，中文翻譯副本集，其實(shí)就是shard的備份，防止shard掛掉之后數(shù)據(jù)丟失。復(fù)制提供了數(shù)據(jù)的冗余備份，并在多個(gè)服務(wù)器上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)副本，提高了數(shù)據(jù)的可用性， 并可以保證數(shù)據(jù)的安全性。
仲裁者（Arbiter），是復(fù)制集中的一個(gè)MongoDB實(shí)例，它并不保存數(shù)據(jù)。仲裁節(jié)點(diǎn)使用最小的資源并且不要求硬件設(shè)備，不能將Arbiter部署在同一個(gè)數(shù)據(jù)集節(jié)點(diǎn)中，可以部署在其他應(yīng)用服務(wù)器或者監(jiān)視服務(wù)器中，也可部署在單獨(dú)的虛擬機(jī)中。為了確保復(fù)制集中有奇數(shù)的投票成員（包括primary），需要添加仲裁節(jié)點(diǎn)做為投票，否則primary不能運(yùn)行時(shí)不會(huì)自動(dòng)切換primary。
簡(jiǎn)單了解之后，我們可以這樣總結(jié)一下，應(yīng)用請(qǐng)求mongos來操作mongodb的增刪改查，配置服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)元信息，并且和mongos做同步，數(shù)據(jù)最終存入在shard（分片）上，為了防止數(shù)據(jù)丟失同步在副本集中存儲(chǔ)了一份，仲裁在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到分片的時(shí)候決定存儲(chǔ)到哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。
環(huán)境準(zhǔn)備
服務(wù)器規(guī)劃
| 服務(wù)器75 | 服務(wù)器84 | 服務(wù)器86 |
|---|---|---|
| mongos | mongos | mongos |
| config server | config server | config server |
| shard server1 主節(jié)點(diǎn) | shard server1 副節(jié)點(diǎn) | shard server1 仲裁 |
| shard server2 仲裁 | shard server2 主節(jié)點(diǎn) | shard server2 副節(jié)點(diǎn) |
| shard server3 副節(jié)點(diǎn) | shard server3 仲裁 | shard server3 主節(jié)點(diǎn) |
端口分配：
mongos：20000config：21000shard1：27001shard2：27002shard3：27003
集群搭建
1、安裝mongodb
#解壓tar -xzvf mongodb-linux-x86_64-3.4.6.tgz -C /usr/local/#改名mv mongodb-linux-x86_64-3.4.6 mongodb
分別在每臺(tái)機(jī)器建立conf、mongos、config、shard1、shard2、shard3六個(gè)目錄，因?yàn)閙ongos不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，只需要建立日志文件目錄即可。
mkdir -p /usr/local/mongodb/confmkdir -p /usr/local/mongodb/mongos/logmkdir -p /usr/local/mongodb/config/datamkdir -p /usr/local/mongodb/config/logmkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/datamkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/logmkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/datamkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/logmkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/datamkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/log
配置環(huán)境變量
vim /etc/profile# 內(nèi)容export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodbexport PATH=$MONGODB_HOME/bin:$PATH# 使立即生效source /etc/profile
2、config server配置服務(wù)器
mongodb3.4以后要求配置服務(wù)器也創(chuàng)建副本集，不然集群搭建不成功。
添加配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/config.conf## 配置文件內(nèi)容pidfilepath = /usr/local/mongodb/config/log/configsrv.piddbpath = /usr/local/mongodb/config/datalogpath = /usr/local/mongodb/config/log/congigsrv.loglogappend = true bind_ip = 0.0.0.0port = 21000fork = true #declare this is a config db of a cluster;configsvr = true#副本集名稱replSet=configs #設(shè)置最大連接數(shù)maxConns=20000
啟動(dòng)三臺(tái)服務(wù)器的config server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf
登錄任意一臺(tái)配置服務(wù)器，初始化配置副本集
#連接mongo --port 21000#config變量config = {... _id : "configs",... members : [... {_id : 0, host : "192.168.0.75:21000" },... {_id : 1, host : "192.168.0.84:21000" },... {_id : 2, host : "192.168.0.86:21000" }... ]... }#初始化副本集rs.initiate(config)其中，”_id” : “configs”應(yīng)與配置文件中配置的 replicaction.replSetName 一致，”members” 中的 “host” 為三個(gè)節(jié)點(diǎn)的 ip 和 port
3、配置分片副本集(三臺(tái)機(jī)器)
設(shè)置第一個(gè)分片副本集
配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf#配置文件內(nèi)容#——————————————–pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.piddbpath = /usr/local/mongodb/shard1/datalogpath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.loglogappend = truebind_ip = 0.0.0.0port = 27001fork = true #打開web監(jiān)控httpinterface=truerest=true #副本集名稱replSet=shard1 #declare this is a shard db of a cluster;shardsvr = true #設(shè)置最大連接數(shù)maxConns=20000
啟動(dòng)三臺(tái)服務(wù)器的shard1 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
登陸任意一臺(tái)服務(wù)器，初始化副本集
mongo --port 27001#使用admin數(shù)據(jù)庫(kù)use admin#定義副本集配置，第三個(gè)節(jié)點(diǎn)的 "arbiterOnly":true 代表其為仲裁節(jié)點(diǎn)。config = {... _id : "shard1",... members : [... {_id : 0, host : "192.168.0.75:27001" },... {_id : 1, host : "192.168.0.84:27001" },... {_id : 2, host : "192.168.0.86:27001” , arbiterOnly: true }... ]... }#初始化副本集配置rs.initiate(config);設(shè)置第二個(gè)分片副本集
配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf#配置文件內(nèi)容#——————————————–pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.piddbpath = /usr/local/mongodb/shard2/datalogpath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.loglogappend = truebind_ip = 0.0.0.0port = 27002fork = true #打開web監(jiān)控httpinterface=truerest=true #副本集名稱replSet=shard2 #declare this is a shard db of a cluster;shardsvr = true #設(shè)置最大連接數(shù)maxConns=20000
啟動(dòng)三臺(tái)服務(wù)器的shard2 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
登陸任意一臺(tái)服務(wù)器，初始化副本集
mongo --port 27002#使用admin數(shù)據(jù)庫(kù)use admin#定義副本集配置config = {... _id : "shard2",... members : [... {_id : 0, host : "192.168.0.75:27002" , arbiterOnly: true },... {_id : 1, host : "192.168.0.84:27002" },... {_id : 2, host : "192.168.0.86:27002" }... ]... }#初始化副本集配置rs.initiate(config);設(shè)置第三個(gè)分片副本集
配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf #配置文件內(nèi)容#——————————————–pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.piddbpath = /usr/local/mongodb/shard3/datalogpath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.loglogappend = truebind_ip = 0.0.0.0port = 27003fork = true #打開web監(jiān)控httpinterface=truerest=true #副本集名稱replSet=shard3 #declare this is a shard db of a cluster;shardsvr = true #設(shè)置最大連接數(shù)maxConns=20000
啟動(dòng)三臺(tái)服務(wù)器的shard3 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
登陸任意一臺(tái)服務(wù)器，初始化副本集
mongo --port 27003#使用admin數(shù)據(jù)庫(kù)use admin#定義副本集配置config = {... _id : "shard3",... members : [... {_id : 0, host : "192.168.0.75:27003" },... {_id : 1, host : "192.168.0.84:27003" , arbiterOnly: true},... {_id : 2, host : "192.168.0.86:27003" }... ]... }#初始化副本集配置rs.initiate(config);4、配置路由服務(wù)器 mongos
先啟動(dòng)配置服務(wù)器和分片服務(wù)器,后啟動(dòng)路由實(shí)例啟動(dòng)路由實(shí)例:（三臺(tái)機(jī)器）
vi /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf#內(nèi)容pidfilepath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.pidlogpath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.loglogappend = truebind_ip = 0.0.0.0port = 20000fork = true#監(jiān)聽的配置服務(wù)器,只能有1個(gè)或者3個(gè) configs為配置服務(wù)器的副本集名字configdb = configs/192.168.0.75:21000,192.168.0.84:21000,192.168.0.86:21000 #設(shè)置最大連接數(shù)maxConns=20000
啟動(dòng)三臺(tái)服務(wù)器的mongos server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf
5、啟用分片
目前搭建了mongodb配置服務(wù)器、路由服務(wù)器，各個(gè)分片服務(wù)器，不過應(yīng)用程序連接到mongos路由服務(wù)器并不能使用分片機(jī)制，還需要在程序里設(shè)置分片配置，讓分片生效。
登陸任意一臺(tái)mongos
mongo --port 20000#使用admin數(shù)據(jù)庫(kù)user admin#串聯(lián)路由服務(wù)器與分配副本集sh.addShard("shard1/192.168.0.75:27001,192.168.0.84:27001,192.168.0.86:27001")sh.addShard("shard2/192.168.0.75:27002,192.168.0.84:27002,192.168.0.86:27002")sh.addShard("shard3/192.168.0.75:27003,192.168.0.84:27003,192.168.0.86:27003")#查看集群狀態(tài)sh.status()6、測(cè)試
目前配置服務(wù)、路由服務(wù)、分片服務(wù)、副本集服務(wù)都已經(jīng)串聯(lián)起來了，但我們的目的是希望插入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)分片。連接在mongos上，準(zhǔn)備讓指定的數(shù)據(jù)庫(kù)、指定的集合分片生效。
#指定testdb分片生效db.runCommand( { enablesharding :"testdb"});#指定數(shù)據(jù)庫(kù)里需要分片的集合和片鍵db.runCommand( { shardcollection : "testdb.table1",key : {id: 1} } )我們?cè)O(shè)置testdb的 table1 表需要分片，根據(jù) id 自動(dòng)分片到 shard1 ，shard2，shard3 上面去。要這樣設(shè)置是因?yàn)椴皇撬衜ongodb 的數(shù)據(jù)庫(kù)和表 都需要分片！
測(cè)試分片配置結(jié)果
mongo 127.0.0.1:20000#使用testdbuse testdb;#插入測(cè)試數(shù)據(jù)for (var i = 1; i <= 100000; i++)db.table1.save({id:i,"test1":"testval1"});#查看分片情況如下，部分無關(guān)信息省掉了db.table1.stats();{ "sharded" : true, "ns" : "testdb.table1", "count" : 100000, "numExtents" : 13, "size" : 5600000, "storageSize" : 22372352, "totalIndexSize" : 6213760, "indexSizes" : { "_id_" : 3335808, "id_1" : 2877952 }, "avgObjSize" : 56, "nindexes" : 2, "nchunks" : 3, "shards" : { "shard1" : { "ns" : "testdb.table1", "count" : 42183, "size" : 0, ... "ok" : 1 }, "shard2" : { "ns" : "testdb.table1", "count" : 38937, "size" : 2180472, ... "ok" : 1 }, "shard3" : { "ns" : "testdb.table1", "count" :18880, "size" : 3419528, ... "ok" : 1 } }, "ok" : 1}可以看到數(shù)據(jù)分到3個(gè)分片，各自分片數(shù)量為： shard1 “count” : 42183，shard2 “count” : 38937，shard3 “count” : 18880。已經(jīng)成功了！
后期運(yùn)維
啟動(dòng)關(guān)閉
mongodb的啟動(dòng)順序是，先啟動(dòng)配置服務(wù)器，在啟動(dòng)分片，最后啟動(dòng)mongos.
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.confmongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.confmongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.confmongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.confmongod -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf
關(guān)閉時(shí)，直接killall殺掉所有進(jìn)程
killall mongodkillall mongos
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)VEVB武林網(wǎng)的支持。
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