mongoDB分片技术

MongoDB 分片

分片

在Mongodb里面存在另一种集群，就是分片技术,可以满足MongoDB数据量大量增长的需求。

当MongoDB存储海量的数据时，一台机器可能不足以存储数据，也可能不足以提供可接受的读写吞吐量。这时，我们就可以通过在多台机器上分割数据，使得数据库系统能存储和处理更多的数据。

为什么使用分片

复制所有的写入操作到主节点

延迟的敏感数据会在主节点查询

单个副本集限制在12个节点

当请求量巨大时会出现内存不足。

本地磁盘不足

垂直扩展价格昂贵

MongoDB分片

下图展示了在MongoDB中使用分片集群结构分布：

上图中主要有如下所述三个主要组件：

Shard:

用于存储实际的数据块，实际生产环境中一个shard server角色可由几台机器组个一个replica set承担，防止主机单点故障

Config Server:

mongod实例，存储了整个 ClusterMetadata，其中包括 chunk信息。

Query Routers:

前端路由，客户端由此接入，且让整个集群看上去像单一数据库，前端应用可以透明使用。

分片实例

分片结构端口分布如下：

Shard Server 1：27020

Shard Server 2：27021

Shard Server 3：27022

Shard Server 4：27023

Config Server ：27100

Route Process：40000

步骤一：启动Shard Server

[root@100 /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s0

[root@100 /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s1

[root@100 /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s2

[root@100 /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/s3

[root@100 /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/log

[root@100 /]# /usr/local/mongoDB/bin/mongod --port 27020 --dbpath=/www/mongoDB/shard/s0 --logpath=/www/mongoDB/shard/log/s0.log --logappend --fork

....

[root@100 /]# /usr/local/mongoDB/bin/mongod --port 27023 --dbpath=/www/mongoDB/shard/s3 --logpath=/www/mongoDB/shard/log/s3.log --logappend --fork

步骤二： 启动Config Server

[root@100 /]# mkdir -p /www/mongoDB/shard/config

[root@100 /]# /usr/local/mongoDB/bin/mongod --port 27100 --dbpath=/www/mongoDB/shard/config --logpath=/www/mongoDB/shard/log/config.log --logappend --fork

注意：这里我们完全可以像启动普通mongodb服务一样启动，不需要添加—shardsvr和configsvr参数。因为这两个参数的作用就是改变启动端口的，所以我们自行指定了端口就可以。

步骤三： 启动Route Process

/usr/local/mongoDB/bin/mongos --port 40000 --configdb localhost:27100 --fork --logpath=/www/mongoDB/shard/log/route.log --chunkSize 500

mongos启动参数中，chunkSize这一项是用来指定chunk的大小的，单位是MB，默认大小为200MB.

步骤四： 配置Sharding

接下来，我们使用MongoDB Shell登录到mongos，添加Shard节点

[root@100 shard]# /usr/local/mongoDB/bin/mongo admin --port 40000

MongoDB shell version: 2.0.7

connecting to: 127.0.0.1:40000/admin

mongos> db.runCommand({ addshard:"localhost:27020" })

{ "shardAdded" : "shard0000", "ok" : 1 }

......

mongos> db.runCommand({ addshard:"localhost:27029" })

{ "shardAdded" : "shard0009", "ok" : 1 }

mongos> db.runCommand({ enablesharding:"test" }) #设置分片存储的数据库

{ "ok" : 1 }

mongos> db.runCommand({ shardcollection: "test.log", key: { id:1,time:1}})

{ "collectionsharded" : "test.log", "ok" : 1 }

步骤五： 程序代码内无需太大更改，直接按照连接普通的mongo数据库那样，将数据库连接接入接口40000

补充：

1. 创建Sharding复制集 rs0

# mkdir /data/log

# mkdir /data/db1

# nohup mongod --port 27020 --dbpath=/data/db1 --logpath=/data/log/rs0-1.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs0 &

# mkdir /data/db2

# nohup mongod --port 27021 --dbpath=/data/db2 --logpath=/data/log/rs0-2.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs0 &

1.1 复制集rs0配置

# mongo localhost:27020 > rs.initiate({_id: 'rs0', members: [{_id: 0, host: 'localhost:27020'}, {_id: 1, host: 'localhost:27021'}]}) > rs.isMaster() #查看主从关系

2. 创建Sharding复制集 rs1

# mkdir /data/db3

# nohup mongod --port 27030 --dbpath=/data/db3 --logpath=/data/log/rs1-1.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs1 &

# mkdir /data/db4

# nohup mongod --port 27031 --dbpath=/data/db4 --logpath=/data/log/rs1-2.log --logappend --fork --shardsvr --replSet=rs1 &

2.1 复制集rs1配置

# mongo localhost:27030

> rs.initiate({_id: 'rs1', members: [{_id: 0, host: 'localhost:27030'}, {_id: 1, host: 'localhost:27031'}]})

> rs.isMaster() #查看主从关系

3. 创建Config复制集 conf

# mkdir /data/conf1

# nohup mongod --port 27100 --dbpath=/data/conf1 --logpath=/data/log/conf-1.log --logappend --fork --configsvr --replSet=conf &

# mkdir /data/conf2

# nohup mongod --port 27101 --dbpath=/data/conf2 --logpath=/data/log/conf-2.log --logappend --fork --configsvr --replSet=conf &

3.1 复制集conf配置

# mongo localhost:27100

> rs.initiate({_id: 'conf', members: [{_id: 0, host: 'localhost:27100'}, {_id: 1, host: 'localhost:27101'}]})

> rs.isMaster() #查看主从关系

4. 创建Route

# nohup mongos --port 40000 --configdb conf/localhost:27100,localhost:27101 --fork --logpath=/data/log/route.log --logappend & 

4.1 设置分片

# mongo localhost:40000

> use admin

> db.runCommand({ addshard: 'rs0/localhost:27020,localhost:27021'})

> db.runCommand({ addshard: 'rs1/localhost:27030,localhost:27031'})

> db.runCommand({ enablesharding: 'test'})

> db.runCommand({ shardcollection: 'test.user', key: {name: 1}})