08-部署MongoDB分片集群

要部署MongoDB分片集群，需要执行多个步骤来建立不同类型的服务器并配置数据库和集合。部署MongoDB集群的步骤如下。

1．创建配置服务器。

2．启动查询路由器。

3．在集群中添加分片服务器。

4．对数据库启用分片。

5．对集合启用分片。

code/hour23/data/configdb
code/hour23/data/shard1
code/hour23/data/shard2

接下来的几小节更详细地介绍这些步骤。

警告：

code/hour23/configdb.conf

分片集群的每个成员都必须能够连接到其他所有成员，包括所有的分片服务器和配置服务器。请确保网络和安全系统（包括所有的接口和防火墙）都允许进行这些连接。

创建配置服务器

port = 27019
dbpath=<code>\hour23\data\configdb
smallfiles = true
oplogSize = 128

配置服务器的进程是mongod实例，存储的是集群的元数据而不是集合。每个配置服务器都存储着集群元数据的完整拷贝。在生产环境中，必须部署三个配置服务器实例，且每个都运行在不同的服务器上，以确保高可用性和数据完整性。

要实现配置服务器，请在每台服务器上执行如下步骤。

code/hour23/shard1.conf

1．创建用于存储配置数据库的数据目录。

2．启动配置服务器实例，传入第1步创创建的数据目录的路径，并使用选项--configsvr option指出这是配置服务器，如下所示：

port = 27021
dbpath=<code>\hour23\data\shard1
smallfiles = true
oplogSize = 128

mongod --configsvr --dbpath <path> --port <port>

3．mongod实例启动后，配置服务器就准备就绪了。

code/hour23/shard2.conf

提示：

配置服务器的默认端口为27019。

port = 27022
dbpath=<code>\hour23\data\shard2
smallfiles = true
oplogSize = 128

启动查询路由器（mongos）

查询路由器（mongos）不需要数据库目录，因为配置存储在配置服务器上，而数据存储在分片服务器上。查询路由器是轻量级的，完全可以将其与应用程序服务器放在同一个系统上。

mongod --configsvr --config <code>/hour23/configdb.conf
mongos --configdb localhost:27019 --port 27017
mongod --config <code>/hour23/shard1.conf
mongod --config <code>/hour23/shard2.conf

可创建多个查询路由器来将请求路由到分片集群，但为确保高可用性，不能将它们放在同一个系统上。

要启动查询路由器，可执行命令mongos并传入参数--configdb以及分片集群中各个配置服务器的DNS/主机名，如下所示：

mongo

mongos --configdb c1.test.net:27019,c2.test.net:27019,c3.test.net:27019

默认情况下，mongos示例运行在端口27017上，但可使用命令行选项--port 指定其他端口。

sh.addShard("localhost:27021")
sh.addShard("localhost:27022")

提示：

为避免中断服务，给配置服务器指定逻辑DNS 名（与物理或虚拟主机名无关）。如果没有逻辑DNS名，要移动或重命名配置服务器，必须关闭分片集群中的所有mongod和mongos实例。

sh.enableSharding("words")

在集群中添加分片

集群中的分片是标准的MongoDB服务器，它们可以是独立的服务器，也可以是副本集。要将MongoDB服务器作为分片加入到集群中，只需从MongoDB shell访问mongos服务器，并执行命令sh.addShard()。

sh.shardCollection( "words.word_stats", { first: "hashed" } )

命令sh.addShard()的语法如下：

sh.addSharrd(<replica_set_or_server_address>)

mongo generate_words.js

例如，要将服务器mgo1.test.net上的副本集rs1添加到集群中，可在连接到mongos服务器的MongoDB shell中执行下面的命令：

sh.addShard( "rs1/mgo1.test.net:27017" )

use words
db.words.find().count()

要将服务器mgo1.test.net作为分片加入到集群中，可在连接到mongos服务器的MongoDB shell中执行下面的命令：

sh.addShard( "mgo1.test.net:27017" )

sh.status()

将所有分片都加入集群后，集群将开始通信并对数据进行分片。对于预定义的数据，需要花点时间才能将块分配好。

对数据库启用分片

--- Sharding Status ---
sharding version: {
  "_id" : 1,
  "version" : 3,
  "minCompatibleVersion" : 3,
  "currentVersion" : 4,
  "clusterId" : ObjectId("52f266705b29f951d4defa85")
}
shards:
  { "_id" : "shard0000", "host" : "localhost:27021" }
  { "_id" : "shard0001", "host" : "localhost:27022" }
databases:
  { "_id" : "admin", "partitioned" : false, "primary" : "config" }
  { "_id" : "test", "partitioned" : false, "primary" : "shard0000" }
  { "_id" : "words", "partitioned" : true, "primary" : "shard0000" }
    words.word_stats
      shard key: { "first" : "hashed" }
      chunks:
              shard0000  2
              shard0001  2
      { "first" : { "$minKey" : 1 } } -->> { "first" :
  NumberLong("-4611686018427387902")}
          on : shard0000 Timestamp(2, 2)
      { "first" : NumberLong("-4611686018427387902") } -->> { "first" :
  NumberLong(0) }
          on : shard0000 Timestamp(2, 3)
        { "first" : NumberLong(0) } -->> { "first" :
  NumberLong("4611686018427387902") }
          on : shard0001 Timestamp(2, 4)
        { "first" : NumberLong("4611686018427387902") } -->> { "first" : {
  "$maxKey" : 1 } }
            on : shard0001 Timestamp(2, 5)

要对集合进行分片，需要对其所属的数据库启用分片。启用分片并不会自动重新分配数据，而只是给数据库指定主分片并调整其他配置，使得能够对集合进行分片。

要对数据库启用分片，需要使用MongoDB shell连接到一个mongos实例，再执行命令sh.enableSharding(database)。例如，要对数据库bigWords启用分片，可这样做：

db = connect("localhost:27022/admin")
db.shutdownServer()
db = connect("localhost:27021/admin")
db.shutdownServer()
db = connect("localhost:27017/admin ")
db.shutdownServer()
db = connect("localhost:27019/admin ")
db.shutdownServer()

sh.enableSharding("bigWords");

对集合启用分片

对数据库启用分片后，便可以在集合级启用分片了。您无需对数据库中的所有集合启用分片，而只对合适的集合这样做。

要对集合启用分片，可采取如下步骤。

1．按本章前面介绍的方式选择要用作片键的字段。

2．使用ensureIndex()创建基于片键的索引。

db.myDB.myCollection.ensureIndex( { _id : "hashed" } )

3．使用sh.shardCollection(., shard_key)对集合启用分片，其中shard_key与创建索引时指定的参数相同，如下所示：

sh.shardCollection("myDB.myCollection", { "_id": "hashed" } )

指定分片标记和片键范围

对集合启用分片后，您可能想添加标记（tag），将片键范围关联到分片。为说明这一点，一个很好的例子是按邮政编码分片的集合。为改善性能，可添加用城市代码（如NYC和SFO）表示的标记，并给标记指定相应城市的邮政编码范围。这样，邮政编码为这些城市的文档将存储到集群的同一个分片中；对于基于同一个城市的多个邮政编码的查询，这将改善其性能。

要指定分片标记，可在连接到mongos实例的MongoDB shell中执行命令sh.addShardTag (shard_server, tag_name)，如下所示：

sh.addShardTag("shard0001", "NYC")
sh.addShardTag("shard0002", "SFO")

然后，给标记指定片键范围（这里是给每个城市的标记指定邮政编码范围），为此可在连接到mongos实例的MongoDB shell中执行命令sh.addTagRange(collection_path, startValue, endValue, tag_name)，如下所示：

sh.addTagRange("records.users", { zipcode: "10001" }, { zipcode: "10281" }, "NYC")
sh.addTagRange("records.users", { zipcode: "11201" }, { zipcode: "11240" }, "NYC")
sh.addTagRange("records.users", { zipcode: "94102" }, { zipcode: "94135" }, "SFO")

注意到给NYC指定了多个范围。这让您能够将多个片键范围对应的文档分配给同一个分片。

如果以后要删除分片标记，可使用sh.removeShardTag(shard_server, tag_name)，如下所示：

sh.removeShardTag("shard0002", "SFO")

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