MongoDB高可用复制集分片集群搭建

1     逻辑架构

1.1     逻辑架构图

1.2     组件说明

一、mongos(query routers)：查询路由，负责client的连接，并把任务分给shards，然后收集结果。一个集群可以有多个query routers(replica sets)，以分担客户端请求(负载均衡)。

二、config server：配置服务器。保存了集群的元数据(比如数据放在哪个shards上)，query router通过config server中的配置信息决定把任务分配到哪个shards上。从版本3.2开始，config servers可以做成replica sets。

三、shards：分片，即数据结点，存储数据和执行计算。为了保证高可用和数据一致性，生产环境中shards 应该做成replicasets(防止丢失数据)。

2     服务器规划

2.1     IP及端口规划

2.2     linux目录规划

3     集群搭建

3.1     准备工作

1、  根据服务器系统版本，来下载最新版MongoDB（3.2.x），下载地址：https://www.mongodb.com/download-center?jmp=nav#community

2、  根据2.2节的目录规划，在6台机器中的任意一台上建好相应目录，并将下载好的MongoDB解压到/data01/项目名/mongodb/下；

3、  执行以下指令创建keyfile：

a)        openssl rand -base64 741 > /data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

b)       chmod 300 /data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

4、  根据2.1节的端口规划，在6台机器上依次执行如下指令，以开放相应端口：

vi /etc/sysconfig/iptables

-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 17017 -j ACCEPT

-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 27017 -j ACCEPT

-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 37017 -j ACCEPT

-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 47017 -j ACCEPT

-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 57017 -j ACCEPT

3.2     参数配置

3.2.1       configServer配置

新建2.2节中的configsvr.conf文件，文件内容如下：

dbpath =/data01/项目名/mongodb/data/configsvr

configsvr = true

port = 27017

logpath =/data01/项目名/mongodb/logs/configsvr.log

logappend = true

fork = true

replSet=configRS

keyFile =/data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

3.2.2       routeServer配置

新建2.2节中的mongos.conf文件，文件内容如下：

configdb =C1:27017,C2:27017,C3:27017

port = 17017

chunkSize = 5

logpath =/data01/项目名/mongodb/logs/mongos.log

logappend = true

fork = true

keyFile =/data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

3.2.3       Shard配置

新建2.2节中的shard1.conf、shard2.conf、shard3.conf文件，文件内容如下：

shard1.conf：

dbpath = /data01/项目名/mongodb/data/shard1

shardsvr = true

replSet = shard1

port = 37017

oplogSize = 100

logpath = /data01/项目名/mongodb/logs/shard1.log

logappend = true

fork = true

keyFile =/data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

shard2.conf：

dbpath = /data01/项目名/mongodb/data/shard2

shardsvr = true

replSet = shard2

port = 47017

oplogSize = 100

logpath = /data01/项目名/mongodb/logs/shard2.log

logappend = true

fork = true

keyFile =/data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

shard3.conf：

dbpath = /data01/项目名/mongodb/data/shard3

shardsvr = true

replSet = shard3

port = 57017

oplogSize = 100

logpath = /data01/项目名/mongodb/logs/shard3.log

logappend = true

fork = true

keyFile =/data01/项目名/mongodb/keyfile/keyfile

到此，所有配置文件都已经建好，通过scp指令将整个/data01/项目名/mongodb目录拷贝到其余5台机器。

3.2.4        创建用户

分别在C1、C2、C3上运行以下命令：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongod -f /data01/项目名/mongodb/config/configsvr.conf

再在C1上运行：/data01/项目名/mongodb/bin/mongo --port 27017

配置config server为replica sets：

>use admin

>rs.initiate( {_id: "configRS",configsvr: true,members: [{ _id: 0, host: "C1:27017" },{ _id: 1, host: "C2:27017" },{ _id: 2, host: "C3:27017" }]})

>rs.status()

创建用户

1. 启动routeServer。分别在C1、C2、C3上运行以下命令：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongos -f /data01/项目名/mongodb/config/mongos.conf

1. 在C1上执行：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongo --port 17017

mongos> use admin

mongos>db.createUser( {user: "xxx", pwd:  "xxx",  roles:  [ { role: "root",  db: "admin" } ] })

mongos>db.auth(“xxx”,”xxx”)

mongos>exit

3.2.5  配置Shard

采用以下命令启动S1、S2和S3上的shard1、shard2、shard3：

备注：先依次启动S1的shard1、S2的shard2、S3的shard3，再启动其余的。

/data01/项目名/mongodb/bin/mongod -f /data01/项目名/mongodb/config/shard1.conf

/data01/项目名/mongodb/bin/mongod -f /data01/项目名/mongodb/config/shard2.conf

/data01/项目名/mongodb/bin/mongod -f /data01/项目名/mongodb/config/shard3.conf

查看是否正常启动：netstat -lnpt

启动后连接到shard1、shard2、shard3的任意一台机器，来配置每个shard为replica sets，以下是具体配置过程：

Shard1：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongo --port 37017

>use admin

>config = {“_id”:"shard1", members: [                            {“_id”: 0,”host”:"S1:37017"},                           {“_id”: 1, “host”:"S2:37017"},                           {“_id”: 2, “host”:"S3:37017"}]            }

>rs.initiate(config)

>exit

Shard2：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongo --port 47017

>use admin

>config = {“_id”:"shard2", members: [                            {“_id”: 0,”host”:"S1:47017"},                           {“_id”: 1, “host”:"S2:47017"},                           {“_id”: 2, “host”:"S3:47017"}]            }

>rs.initiate(config)

>exit

Shard3：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongo --port 57017

>use admin

>config = {“_id”:"shard3", members: [                            {“_id”: 0,”host”:"S1:57017"},                           {“_id”: 1, “host”:"S2:57017"},                           {“_id”: 2, “host”:"S3:57017"}]            }

>rs.initiate(config)

>exit

3.2.6       配置分片

配置分片只需在一台机器上操作即可，这里选择在C1上执行：

/data01/项目名/mongodb/bin/mongo --port 17017

mongos> use admin

mongos>db.auth("xxx","xxx")（3.2.4中创建的用户）

mongos>db.runCommand({addshard:"shard1/S1:37017,S2:37017,S3:37017",name:"shard1", maxsize:20480} )

mongos>db.runCommand({addshard:"shard2/S1:47017,S2:47017,S3:47017",name:"shard2", maxsize:20480} )

mongos>db.runCommand({addshard:"shard3/S1:57017,S2:57017,S3:57017",name:"shard3", maxsize:20480} )

验证分片。继续在C1执行：

db.runCommand({listShards:1})

激活分片配置。使用

sh.enableSharding("库名");

新增库并进行分片。

使用

sh.shardCollection("库名.集合名",{"_id":"hashed"});

创建对应的表(collection)并进行hash分片。

使用

sh.shardCollection("库名.集合名",{"_id":1});

创建对应的表(collection)并进行并按_id区间分片。

例子：

sh.shardCollection("records.people", { "zipcode": 1, "name": 1 } )

sh.shardCollection("people.addresses", { "state": 1, "_id": 1 } )

sh.shardCollection("assets.chairs", { "type": 1, "_id": 1 } )

db.alerts.ensureIndex( { _id : "hashed" } )

sh.shardCollection("events.alerts", { "_id": "hashed" } )

这些分片操作按顺序依次表示为：

数据库records 中的People集合使用了片键{ “zipcode” : 1, “name” : 1 }

这个片键通过字段zipcode的值进行数据分配。如果这个有大量相同的值，则会根据name字段的值对块进行分裂。

数据库people的addresses集合使用了片键{ “state” : 1, “_id” : 1 }

这个片键通过字段state的值进行数据分配。如果这个有大量相同的值，则会根据_id字段的值对块进行分裂。

数据库assets的chairs集合使用了片键{ “type” : 1, “_id” : 1 }

这个片键通过字段type的值进行数据分配。如果这个有大量相同的值，则会根据_id字段的值对块进行分裂。

数据库events的alerts集合使用了片键{ “_id” : “hashed” }

在版本2.4中最新出现的。

这个片键通过字段_id的散列值进行数据分配。MongoDB计算_id字段的散列值作为散列索引，它将提供集群中文档的均匀分布。

使用 use 库名 切换到新建的库

使用

db.createUser({user:"xxx",pwd:"xxx",roles:[{role:"dbOwner", db:"库名"}]});

创建对应用户。

验证路由

1、  use 库名（上面新建的库）；

2、  插入一批测试数据：for(var i=0;i<10;i++){db.集合名.insert({name:"jeff"+i});}

3、  验证：db.集合名.stats()