MongoDB数据库多节点分片副本集安装配置

数据库 2018-08-27 14:11:14 阅读次数: 0
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一、基础环境

（1）操作系统：CentOS 7.3

（2）MongoDB：3.6.5  链接：https://pan.baidu.com/s/14_F9PUycakX5tt6kQ2hqDw 密码：udc0

二、节点角色规划

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。

那么我们将三台节点的角色进行如下规划：

三、端口分配

mongos：20000
config：21000
shard1：27001
shard2：27002
shard3：27003

四、安装MongoDB（所有节点）

1、解压安装

tar -xvf mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5.tgz

mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-3.6.5 /usr/local/mongodb

2、创建相关目录

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

3、配置环境变量

vim ~/.bashrc

export PATH=/usr/local/mongodb/bin:$PATH

使环境变量生效

source ~/.bashrc

五、配置config server配置服务器（所有节点）

1、配置

vim /usr/local/mongodb/conf/config.conf

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
configsvr = true
#副本集名称
replSet=configs
#设置最大连接数
maxConns=20000

2、启动三台服务器的config server

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf

3、登录任意一台配置服务器，初始化配置副本集

#连接
/usr/local/mongodb/bin/mongo --port 21000

#配置config变量，"_id" : "configs"应与配置文件中配置的replSet=configs一致，"members"中的"host"为三个节点的ip和port
config = {
    _id : "configs",
     members : [
         {_id : 0, host : "10.201.82.18:21000" },
         {_id : 1, host : "10.201.82.19:21000" },
         {_id : 2, host : "10.201.82.21:21000" }
     ]
 }

# 回车之后看到如下提示
{
	"_id" : "configs",
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "10.201.82.18:21000"
		},
		{
			"_id" : 1,
			"host" : "10.201.82.19:21000"
		},
		{
			"_id" : 2,
			"host" : "10.201.82.21:21000"
		}
	]
}

# 初始化副本集
rs.initiate(config)

# 看到如下提示说明配置成功
{
	"ok" : 1,
	"operationTime" : Timestamp(1534907024, 1),
	"$gleStats" : {
		"lastOpTime" : Timestamp(1534907024, 1),
		"electionId" : ObjectId("000000000000000000000000")
	},
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1534907024, 1),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	}
}

六、配置分片副本集（所有节点）

(1)、设置第一个分片副本集（三个节点）

vim /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf

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
#副本集名称
replSet=shard1
shardsvr = true
#设置最大连接数
maxConns=20000

启动三台服务器的shard1 server

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf

登陆任意一台服务器的mongo（非仲裁节点服务器），初始化副本集

#连接
/usr/local/mongodb/bin/mongo --port 27001

#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 : "10.201.82.18:27001" },
         {_id : 1, host : "10.201.82.19:27001" },
         {_id : 2, host : "10.201.82.21:27001" , arbiterOnly: true }
     ]
 }
 
#回车之后提示如下信息
 {
	"_id" : "shard1",
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "10.201.82.18:27001"
		},
		{
			"_id" : 1,
			"host" : "10.201.82.19:27001"
		},
		{
			"_id" : 2,
			"host" : "10.201.82.21:27001",
			"arbiterOnly" : true
		}
	]
}

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

(2)、设置第二个分片副本集（三个节点）

vim /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf

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
#副本集名称
replSet=shard2
shardsvr = true
#设置最大连接数
maxConns=20000

启动三台服务器的shard2 server

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf

登陆任意一台服务器的mongo（非仲裁节点服务器），初始化副本集

/usr/local/mongodb/bin/mongo --port 27002

#定义副本集配置
config = {
    _id : "shard2",
     members : [
         {_id : 0, host : "10.201.82.18:27002"  , arbiterOnly: true },
         {_id : 1, host : "10.201.82.19:27002" },
         {_id : 2, host : "10.201.82.21:27002" }
     ]
 }
 
#回车之后提示如下信息
 {
	"_id" : "shard2",
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "10.201.82.18:27002",
			"arbiterOnly" : true
		},
		{
			"_id" : 1,
			"host" : "10.201.82.19:27002"
		},
		{
			"_id" : 2,
			"host" : "10.201.82.21:27002"
		}
	]
}

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

(3)、设置第三个分片副本集（三个节点）

vim /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf

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
#副本集名称
replSet=shard3
shardsvr = true
#设置最大连接数
maxConns=20000

启动三台服务器的shard3 server

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf

登陆任意一台服务器的mongo（非仲裁节点服务器），初始化副本集

/usr/local/mongodb/bin/mongo --port 27003

#定义副本集配置
config = {
    _id : "shard3",
     members : [
         {_id : 0, host : "10.201.82.18:27003" },
         {_id : 1, host : "10.201.82.19:27003" , arbiterOnly: true},
         {_id : 2, host : "10.201.82.21:27003" }
     ]
 }
 
#回车之后提示如下信息
 {
	"_id" : "shard3",
	"members" : [
		{
			"_id" : 0,
			"host" : "10.201.82.18:27003"
		},
		{
			"_id" : 1,
			"host" : "10.201.82.19:27003",
			"arbiterOnly" : true
		},
		{
			"_id" : 2,
			"host" : "10.201.82.21:27003"
		}
	]
}

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

七、配置路由服务器 mongos（所有节点）

vim /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf

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/10.201.82.18:21000,10.201.82.19:21000,10.201.82.21:21000
#设置最大连接数
maxConns=20000

启动三台服务器的mongos server

/usr/local/mongodb/bin/mongos -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf

八、启用分片

我们目前已经搭建了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

/usr/local/mongodb/bin/mongo --port 20000

#串联路由服务器与分片副本集
sh.addShard("shard1/10.201.82.18:27001,10.201.82.19:27001,10.201.82.21:27001")
sh.addShard("shard2/10.201.82.18:27002,10.201.82.19:27002,10.201.82.21:27002")
sh.addShard("shard3/10.201.82.18:27003,10.201.82.19:27003,10.201.82.21:27003")

#查看集群状态
sh.status()

#可看到如下所示信息
--- Sharding Status --- 
  sharding version: {
  	"_id" : 1,
  	"minCompatibleVersion" : 5,
  	"currentVersion" : 6,
  	"clusterId" : ObjectId("5b7cd29cef0eeb88e8c19e4b")
  }
  shards:
        {  "_id" : "shard1",  "host" : "shard1/10.201.82.18:27001,10.201.82.19:27001",  "state" : 1 }
        {  "_id" : "shard2",  "host" : "shard2/10.201.82.19:27002,10.201.82.21:27002",  "state" : 1 }
        {  "_id" : "shard3",  "host" : "shard3/10.201.82.18:27003,10.201.82.21:27003",  "state" : 1 }
  active mongoses:
        "3.6.5" : 3
  autosplit:
        Currently enabled: yes
  balancer:
        Currently enabled:  yes
        Currently running:  no
        Failed balancer rounds in last 5 attempts:  0
        Migration Results for the last 24 hours: 
                No recent migrations
  databases:
        {  "_id" : "config",  "primary" : "config",  "partitioned" : true }

九、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。登录任意一台mongos，准备让指定的数据库、指定的集合分片生效。

/usr/local/mongodb/bin/mongo 10.201.82.18:20000

#使用admin数据库
use admin

#指定test_db分片生效
db.runCommand( { enablesharding :"test_db"});

#回车之后可看到如下提示
{
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1534917663, 6),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1534917663, 6)
}

#指定数据库里需要分片的集合和片键
db.runCommand( { shardcollection : "test_db.db.table1",key : {id: "hashed"} } )

#回车之后看到如下提示
{
	"collectionsharded" : "test_db.table1",
	"collectionUUID" : UUID("19629078-d4d0-4fc7-a371-2d7c330f77b3"),
	"ok" : 1,
	"$clusterTime" : {
		"clusterTime" : Timestamp(1534917720, 14),
		"signature" : {
			"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
			"keyId" : NumberLong(0)
		}
	},
	"operationTime" : Timestamp(1534917720, 14)

我们设置test_db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！

查看测试结果

#使用test_db
use test_db

#插入10000条测试数据
for (var i = 1; i <= 10000; i++)db.table1.save({id:i,"test1":"testval1"});

#查看分片情况，可以看到1000条数据分布于三个片上
db.table1.stats();
或
sh.status()

十、启动关闭

mongodb的启动顺序是，先启动所有节点配置服务器，在启动所有节点的分片，最后启动所有节点的mongos

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/config.conf

/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard1.conf
/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard2.conf
/usr/local/mongodb/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/conf/shard3.conf

/usr/local/mongodb/bin/mongos -f /usr/local/mongodb/conf/mongos.conf

关闭时，直接killall杀掉所有进程即可

killall mongod
killall mongos

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转载自blog.csdn.net/ywd1992/article/details/81947357
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