MongoDB数据库分布式分片群集(shardingcluster)部署过程图解

Sharding cluster介绍
这是一种可以水平扩展的模式，在数据量很大时特给力，实际大规模应用一般会采用这种架构去构建monodb系统。
 要构建一个 MongoDB Sharding Cluster，需要三种角色：
Shard Server: mongod 实例，用于存储实际的数据块，实际生产环境中一个shard server角色可由几台机器组个一个relica set承担，防止主机单点故障
Config Server: mongod 实例，存储了整个 Cluster Metadata，其中包括 chunk 信息。
Route Server: mongos 实例，前端路由，客户端由此接入，且让整个集群看上去像单一数据库，前端应用可以透明使用。

Sharding架构图:


本例实际环境架构
本例架构示例图：


分别在3台机器运行一个mongod实例（称为mongod shard11，mongod shard12，mongod shard13）组织replica set1，作为cluster的shard1
分别在3台机器运行一个mongod实例（称为mongod shard21，mongod shard22，mongod shard23）组织replica set2，作为cluster的shard2
每台机器运行一个mongod实例，作为3个config server
每台机器运行一个mongs进程，用于客户端连接

主机	IP	端口信息
Server1	10.1.1.1	mongod shard11:27017 mongod shard12:27018 mongod config1:20000 mongs1:30000
Server2	10.1.1.2	mongod shard12:27017 mongod shard22:27018 mongod config2:20000 mongs2:30000
Server3	10.1.1.3	mongod shard13:27017 mongod shard23:27018 mongod config3:20000 mongs3:30000

软件准备
软件准备
1. 创建用户
groupadd -g 20001 mongodb
useradd -u 20001 -g mongodb mongodb
passwd mongodb
2. 安装monodb软件
su ? mongodb
tar zxvf mongodb-linux-x86_64-1.6.2.tar
安装好后，目录结构如下：
$ tree mongodb-linux-x86_64-1.6.2
mongodb-linux-x86_64-1.6.2
|? GNU-AGPL-3.0
|? README
|? THIRD-PARTY-NOTICES
`? bin
    |? bsondump
    |? mongo
    |? mongod
    |? mongodump
    |? mongoexport
    |? mongofiles
    |? mongoimport
    |? mongorestore
    |? mongos
    |? mongosniff
    `? mongostat
1 directory, 14 files
3. 创建数据目录
根据本例sharding架构图所示，在各台sever上创建shard数据文件目录
Server1:
su ? monodb
cd /home/monodb
mkdir -p data/shard11
mkdir -p data/shard21
Server2:
su ? monodb
cd /home/monodb
mkdir -p data/shard11
mkdir -p data/shard22
Server3:
su ? monodb
cd /home/monodb
mkdir -p data/shard13
mkdir -p data/shard23

配置relica sets
1. 配置shard1所用到的replica sets:
Server1:
cd /home/mongodb/mongodb-linux-x86_64-1.6.2/bin
./mongod ?shardsvr ?replSet shard1 ?port 27017 ?dbpath /home/mongodb/data/shard11 ?oplogSize 100 ?logpath /home/mongodb/data/shard11.log ?logappend ?fork
Server2:
cd /home/mongodb/mongodb-linux-x86_64-1.6.2/bin
./mongod ?shardsvr ?replSet shard1 ?port 27017 ?dbpath /home/mongodb/data/shard12 ?oplogSize 100 ?logpath /home/mongodb/data/shard12.log ?logappend ?fork
Server3:
cd /home/mongodb/mongodb-linux-x86_64-1.6.2/bin
./mongod ?shardsvr ?replSet shard1 ?port 27017 ?dbpath /home/mongodb/data/shard13 ?oplogSize 100 ?logpath /home/mongodb/data/shard13.log ?logappend ?fork
初始化replica set
用mongo连接其中一个mongod，执行:
> cOnfig= {_id: ‘shard1′, members: [
{_id: 0, host: '10.1.1.1:27017'},
{_id: 1, host: '10.1.1.2:27017'},
{_id: 2, host: '10.1.1.3:27017'}]
           }
> rs.initiate(config);
同样方法，配置shard2用到的replica sets:
server1:
cd /home/mongodb/mongodb-linux-x86_64-1.6.2/bin
./mongod ?shardsvr ?replSet shard2 ?port 27018 ?dbpath /home/mongodb/data/shard21 ?oplogSize 100 ?logpath /home/mongodb/data/shard21.log ?logappend ?fork
server2:
cd /home/mongodb/mongodb-linux-x86_64-1.6.2/bin
./mongod ?shardsvr ?replSet shard2 ?port 27018 ?dbpath /home/mongodb/data/shard22 ?oplogSize 100 ?logpath /home/mongodb/data/shard22.log ?logappend ?fork
server3:
cd /home/mongodb/mongodb-linux-x86_64-1.6.2/bin
./mongod ?shardsvr ?replSet shard2 ?port 27018 ?dbpath /home/mongodb/data/shard23 ?oplogSize 100 ?logpath /home/mongodb/data/shard23.log ?logappend ?fork
初始化replica set
用mongo连接其中一个mongod，执行:
> cOnfig= {_id: ‘shard2′, members: [
{_id: 0, host: '10.1.1.1:27018'},
{_id: 1, host: '10.1.1.2:27018'},
{_id: 2, host: '10.1.1.3:27018'}]
           }
> rs.initiate(config);
到此就配置好了二个replica sets，也就是准备好了二个shards

配置三台config server
Server1:
mkdir -p /home/mongodb/data/config
./mongod ?configsvr ?dbpath /home/mongodb/data/config ?port 20000 ?logpath /home/mongodb/data/config.log ?logappend ?fork   #config server也需要dbpath
Server2:
mkdir -p /home/mongodb/data/config
./mongod ?configsvr ?dbpath /home/mongodb/data/config ?port 20000 ?logpath /home/mongodb/data/config.log ?logappend ?fork
Server3:
mkdir -p /home/mongodb/data/config
./mongod ?configsvr ?dbpath /home/mongodb/data/config ?port 20000 ?logpath /home/mongodb/data/config.log ?logappend ?fork

配置mongs
在server1,server2,server3上分别执行：
./mongos ?configdb 10.1.1.1:20000,10.1.1.2:20000,10.1.1.3:20000 ?port 30000 ?chunkSize 5 ?logpath /home/mongodb/data/mongos.log ?logappend ?fork 
#mongs不需要dbpath

Configuring the Shard Cluster
连接到其中一个mongos进程，并切换到admin数据库做以下配置
1. 连接到mongs，并切换到admin
./mongo 10.1.1.1:30000/admin
>db
Admin
2. 加入shards
如里shard是单台服务器，用>db.runCommand( { addshard : “[:]” } )这样的命令加入，如果shard是replica sets，用replicaSetName/[:port][,serverhostname2[:port],…]这样的格式表示，例如本例执行：
>db.runCommand( { addshard : “shard1/10.1.1.1:27017,10.1.1.2:27017,10.1.1.3:27017″,name:”s1″,maxsize:20480} );
>db.runCommand( { addshard : “shard2/10.1.1.1:27018,10.1.1.2:27018,10.1.1.3:27018″,name:”s2″,maxsize:20480} );
注意：在添加第二个shard时，出现error:test database 已经存在的错误，这里用mongo命令连接到第二个replica set，用db.dropDatabase()命令把test数据库给删除然后就可加入
3. 可选参数
Name:用于指定每个shard的名字，不指定的话系统将自动分配
maxSize:指定各个shard可使用的最大磁盘空间，单位megabytes
4. Listing shards
>db.runCommand( { listshards : 1 } )
如果列出了以上二个你加的shards，表示shards已经配置成功
5. 激活数据库分片
命令：
> db.runCommand( { enablesharding : “” } );
通过执行以上命令，可以让数据库跨shard，如果不执行这步，数据库只会存放在一个shard，一旦激活数据库分片，数据库中不同的collection将被存放在不同的shard上，但一个collection仍旧存放在同一个shard上，要使单个collection也分片，还需单独对collection作些操作

Collecton分片
要使单个collection也分片存储，需要给collection指定一个分片key，通过以下命令操作：
> db.runCommand( { shardcollection : “”,key : });
注：
 a. 分片的collection系统会自动创建一个索引（也可用户提前创建好）
 b. 分片的collection只能有一个在分片key上的唯一索引，其它唯一索引不被允许
One note: a sharded collection can have only one unique index, which must exist on the shard key. No other unique indexes can exist on the collection.

分片collection例子
>db.runCommand( { shardcollection : “test.c1″,key : {id: 1} } )
>for (var i = 1; i <= 200003; i++) db.c1.save({id:i,value1:”1234567890″,value2:”1234567890″,value3:”1234567890″,value4:”1234567890″});
> db.c1.stats()
{
        “sharded” : true,
        “ns” : “test.c1″,
        “count” : 200003,
        “size” : 25600384,
        “avgObjSize” : 128,
        “storageSize” : 44509696,
        “nindexes” : 2,
        “nchunks” : 15,
        “shards” : {
“s1″ : {
“ns” : “test.c1″,
“count” : 141941,
“size” : 18168448,
“avgObjSize” : 128,
“storageSize” : 33327616,
“numExtents” : 8,
“nindexes” : 2,
“lastExtentSize” : 12079360,
“paddingFactor” : 1,
“flags” : 1,
“totalIndexSize” : 11157504,
“indexSizes” : {
“_id_” : 5898240,
“id_1″ : 5259264
},
“ok” : 1
},
“s2″ : {
“ns” : “test.c1″,
“count” : 58062,
“size” : 7431936,
“avgObjSize” : 128,
“storageSize” : 11182080,
“numExtents” : 6,
“nindexes” : 2,
“lastExtentSize” : 8388608,
“paddingFactor” : 1,
“flags” : 1,
“totalIndexSize” : 4579328,
“indexSizes” : {
“_id_” : 2416640,
“id_1″ : 2162688
},
“ok” : 1
}
        },
        “ok” : 1
}