mongodb 3.6 集群搭建:分片+副本集
mongodb是最常用的nosql数据库,在数据库排名中已经上升到了前六。这篇文章介绍如何搭建高可用的mongodb(分片+副本)集群。
在搭建集群之前,需要首先了解几个概念:路由,分片、副本集、配置服务器等相关概念。
先来看一张图:
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
系统系统 centos7.2
三台服务器:192.168.1.131/132/133
安装包: mongodb-linux-x86_64-3.6.3.tgz
服务器规划:
服务器131 |
服务器132 |
服务器133 |
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
1、安装mongodb
解压
[root@mongodb133 /]# tar -xzvf /usr/local/src/ mongodb-linux-x86_64-3.6.3.tgz -C /usr/local/src/
改名
mv /usr/local/src/mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.3 /usr/local/mongodb
分别在每台机器建立conf、mongos、config、shard1、shard2、shard3六个目录,因为mongos不存储数据,只需要建立日志文件目录即可。
mkdir -p /usr/local/mongodb/conf
mkdir -p /usr/local/mongodb/mongos/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/config/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/config/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard1/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard2/log
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/data
mkdir -p /usr/local/mongodb/shard3/log
配置环境变量
vim /etc/profile # 内容
export MONGODB_HOME=/usr/local/mongodb
export PATH=$MONGODB_HOME/bin:$PATH # 使立即生效
source /etc/profile
2、config server配置服务器
mongodb3.4以后要求配置服务器也创建副本集,不然集群搭建不成功。
添加配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/config.conf
配置文件内容
## 配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/config/log/configsrv.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/config/data
logpath = /usr/local/mongodb/config/log/congigsrv.log
logappend = true #集群IP地址及端口
bind_ip = 0.0.0.0
port = 21000
fork = true #声明这个配置是集群;
configsvr = true #副本集名称
replSet=configs #设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的config server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf
登录任意一台配置服务器,初始化配置副本集
连接
mongo 127.0.0.1:21000
config变量
config = { _id : "configs", members : [
{ _id : 0, host : "192.168.1.131:21000" },
{ _id : 1, host : "192.168.1.132:21000" },
{ _id : 2, host : "192.168.1.133:21000" }
]
}
初始化副本集
rs.initiate(config)
其中,”_id” : “configs”应与配置文件中配置的 replicaction.replSetName 一致,”members” 中的 “host” 为三个节点的 ip 和 port
3、配置分片副本集(三台机器)
3.1 设置第一个分片副本集
创建配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
配置文件内容
#配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard1/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard1/log/shard1.log
logappend = true #集群IP地址及端口
bind_ip = 0.0.0.0
port = 27001
fork = true #副本集名称
replSet=shard1 #声明这个配置是集群;
shardsvr = true #设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的shard1 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
登陆任意一台服务器,初始化副本集
初始化副本集的操作不能在仲裁节点上执行!
mongo 127.0.0.1:27001
使用admin数据库
use admin
定义副本集配置,第三个节点的 "arbiterOnly":true 代表其为仲裁节点。
config = { _id : "shard1", members : [
{ _id : 0, host : "192.168.1.131:27001" },
{ _id : 1, host : "192.168.1.132:27001" },
{ _id : 2, host : "192.168.1.133:27001" , arbiterOnly: true }
]
}
初始化副本集配置
rs.initiate(config);
3.2设置第二个分片副本集
创建配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
配置文件内容
#配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard2/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard2/log/shard2.log
logappend = true #集群IP地址及端口
bind_ip = 0.0.0.0
port = 27002
fork = true #副本集名称
replSet=shard2 #声明这个配置是集群;
shardsvr = true #设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的shard2 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
登陆任意一台服务器,初始化副本集
mongo 127.0.0.1:27002
使用admin数据库
use admin
定义副本集配置
config = { _id : "shard2", members : [
{ _id : 0, host : "192.168.1.131:27002" , arbiterOnly: true },
{ _id : 1, host : "192.168.1.132:27002" },
{ _id : 2, host : "192.168.1.133:27002" }
]
}
初始化副本集配置
rs.initiate(config);
3.3 设置第三个分片副本集
配置文件
vi /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
配置文件内容
#配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.pid
dbpath = /usr/local/mongodb/shard3/data
logpath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.log
logappend = true #集群IP地址及端口
bind_ip = 0.0.0.0
port = 27003
fork = true #副本集名称
replSet=shard3 #声明这个配置是集群
shardsvr = true #设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的shard3 server
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
登陆任意一台服务器,初始化副本集
mongo 127.0.0.1:27003
使用admin数据库
use admin
定义副本集配置
config = { _id : "shard3", members : [
{ _id : 0, host : "192.168.1.131:27003" },
{ _id : 1, host : "192.168.1.132:27003" , arbiterOnly: true},
{ _id : 2, host : "192.168.1.133:27003" }
]
}
初始化副本集配置
rs.initiate(config);
4、配置路由服务器 mongos
先启动配置服务器和分片服务器,后启动路由实例:(三台机器)
创建配置文件:
vi /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf
配置文件内容
# 配置文件内容
pidfilepath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.pid
logpath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.log
logappend = true #集群IP地址及端口
bind_ip = 0.0.0.0
port = 20000
fork = true #监听的配置服务器,只能有1个或者3个 configs为配置服务器的副本集名字
configdb = configs/192.168.1.131:21000,192.168.1.132:21000,192.168.1.133:21000 #设置最大连接数
maxConns=20000
启动三台服务器的mongos server
mongos -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf
5、启用分片
目前搭建了mongodb配置服务器、路由服务器,各个分片服务器,不过应用程序连接到mongos路由服务器并不能使用分片机制,还需要在程序里设置分片配置,让分片生效。
登陆任意一台mongos
mongo 127.0.0.1:20000
使用admin数据库
use admin
串联路由服务器与分配副本集
sh.addShard("shard1/192.168.1.131:27001,192.168.1.132:27001,192.168.1.133:27001")
sh.addShard("shard2/192.168.1.131:27002,192.168.1.132:27002,192.168.1.133:27002")
sh.addShard("shard3/192.168.1.131:27003,192.168.1.132:27003,192.168.1.133:27003")
查看集群状态
sh.status()
6、测试
目前配置服务、路由服务、分片服务、副本集服务都已经串联起来了,但我们的目的是希望插入数据,数据能够自动分片。连接在mongos上,准备让指定的数据库、指定的集合分片生效。
指定testdb分片生效
db.runCommand( { enablesharding :"testdb"});
指定数据库里需要分片的集合和片键
db.runCommand( { shardcollection : "testdb.table1",key : {id: 1} } )
我们设置testdb的 table1 表需要分片,根据 id 自动分片到 shard1 ,shard2,shard3 上面去。要这样设置是因为不是所有mongodb 的数据库和表 都需要分片!
测试分片配置结果
mongo 127.0.0.1:20000
使用testdb
use testdb;
插入测试数据
for (var i = 1; i <= 100000; i++){
db.table1.save({id:i,"test1":"testval1"});
}
查看分片情况如下,部分无关信息省掉了
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
}
可以看到数据分到3个分片,各自分片数量为: shard1 “count” : 42183,shard2 “count” : 38937,shard3 “count” : 18880。已经成功了!
后期运维
启动关闭
mongodb的启动顺序是,先启动配置服务器,在启动分片,最后启动mongos.
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf
mongod -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf
关闭时,直接killall杀掉所有进程
killall mongod
killall mongos
[THE END]
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