二、mongo集群搭建

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在生成环境中单机应用怎么能行必须要集群才能实现高可用，如下是总结网上比较好的例子并得到亲手实验的结果，希望对后来的学习者提供一些帮助。

相关概念

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。

补充：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

操作系统：Red Hat Enterprise Linux Server release 6.1 (Santiago)

安装包：mongodb-linux-x86_64-rhel62-v3.4-latest.tgz

三台服务器：192.168.0.1，192.168.0.2，192.168.0.3

服务器规划

端口分配：

mongos：20000

config：21000

shard1：27001

shard2：27002

shard3：27003

集群搭建

1、安装mongodb

将mongodb-linux-x86_64-rhel62-v3.4-latest.tgz放到/usr/local/下

#解压
cd /usr/local/

tar -xzvf mongodb-linux-x86_64-rhel62-v3.4-latest.tgz

#改名

mv mongodb-linux-x86_64-rhel62-v3.4-latest 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

添加配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/config.conf

## 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

bind_ip = 0.0.0.0

port = 21000

fork = true

#declare this is a config db of a cluster;

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 --port 21000

#config变量

config = {

...    _id : "configs",

...     members : [

...         {_id : 0, host : "192.168.0.1:21000" },

...         {_id : 1, host : "192.168.0.2:21000" },

...         {_id : 2, host : "192.168.0.3:21000" }

...     ]

... }

#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)

设置第一个分片副本集

配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf

#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

bind_ip = 0.0.0.0

port = 27001

fork = true

#打开web监控

httpinterface=true

rest=true

#副本集名称

replSet=shard1

#declare this is a shard db of a cluster;

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

mongo --port 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 : "192.168.0.1:27001" },

...         {_id : 1, host : "192.168.0.2:27001" },

...         {_id : 2, host : "192.168.0.3:27001” , arbiterOnly: true }

...     ]

... }

#初始化副本集配置

rs.initiate(config);

设置第二个分片副本集

配置文件

vi /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf

#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

bind_ip = 0.0.0.0

port = 27002

fork = true

#打开web监控

httpinterface=true

rest=true

#副本集名称

replSet=shard2

#declare this is a shard db of a cluster;

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 --port 27002

#使用admin数据库

use admin

#定义副本集配置

config = {

...    _id : "shard2",

...     members : [

...         {_id : 0, host : "192.168.0.1:27002"  , arbiterOnly: true },

...         {_id : 1, host : "192.168.0.2:27002" },

...         {_id : 2, host : "192.168.0.3:27002" }

...     ]

... }

#初始化副本集配置

rs.initiate(config);

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

#——————————————–

pidfilepath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.pid

dbpath = /usr/local/mongodb/shard3/data

logpath = /usr/local/mongodb/shard3/log/shard3.log

logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0

port = 27003

fork = true

#打开web监控

httpinterface=true

rest=true

#副本集名称

replSet=shard3

#declare this is a shard db of a cluster;

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 --port 27003

#使用admin数据库

use admin

#定义副本集配置

config = {

...    _id : "shard3",

...     members : [

...         {_id : 0, host : "192.168.0.1:27003" },

...         {_id : 1, host : "192.168.0.2:27003" , arbiterOnly: true},

...         {_id : 2, host : "192.168.0.3:27003" }

...     ]

... }

#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,后启动路由实例启动路由实例:（三台机器）

vi /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf

#内容

pidfilepath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.pid

logpath = /usr/local/mongodb/mongos/log/mongos.log

logappend = true

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/192.168.0.1:21000,192.168.0.2:21000,192.168.0.3:21000

#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 --port 20000

#使用admin数据库

user  admin

#串联路由服务器与分配副本集

sh.addShard("shard1/192.168.0.1:27001,192.168.0.2:27001,192.168.0.3:27001")

sh.addShard("shard2/192.168.0.1:27002,192.168.0.2:27002,192.168.0.3:27002")

sh.addShard("shard3/192.168.0.1:27003,192.168.0.2:27003,192.168.0.3:27003")

#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。

#使用admin数据库

user  admin

#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.person",key : {_id:'hashed'} } )

>use testdb
插入一些数据到person中,然后执行如下语句查看数据是否分在不同的分片上，如果是就成功了。

for (var i = 1; i <= 100000; i++)

db.person.save({id:i,"name":"hahah"});


>db.person.getShardDistribution();

7、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.

numactl --interleave=all /opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/config.conf;
numactl --interleave=all /opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/shard1.conf;
numactl --interleave=all /opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/shard2.conf;
numactl --interleave=all /opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/shard3.conf;
numactl --interleave=all /opt/mongodb/bin/mongos -f /opt/mongodb/conf/mongos.conf;

关闭时
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/config.conf -shutdown;
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/shard1.conf -shutdown;
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/shard2.conf -shutdown;
/opt/mongodb/bin/mongod -f /opt/mongodb/conf/shard3.conf -shutdown;
/opt/mongodb/bin/mongos -f /opt/mongodb/conf/mongos.conf -shutdown;

如果关闭失败直接killall杀掉所有进程

killall mongod

killall mongos