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本文主要介绍MongoDB集群部署的过程，对于其中涉及的组件概念，不做解释。

服务器规划

三台服务器：xxx.xxx.xxx.234、xxx.xxx.xxx.235、xxx.xxx.xxx.236

三台机器的端口配置都采用如下方式：

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

安装mongodb

解压，重命名

#解压
tar -xzvf mongodb-linux-x86_64-3.6.3.tgz -C /root/mongo
#改名
mv mongodb-linux-x86_64-3.6.3 mongodb

配置环境变量 vim /etc/profile

# /etc/profile添加内容
export MONGODB_HOME=/root/mongo/mongodb
export PATH=$MONGODB_HOME/bin:$PATH

# 使立即生效
source /etc/profile

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 /root/mongo/data/conf
mkdir -p /root/mongo/ data /mongos/log
mkdir -p /root/mongo/ data /config/data
mkdir -p /root/mongo/ data /config/log
mkdir -p /root/mongo/ data /shard1/data
mkdir -p /root/mongo/ data /shard1/log
mkdir -p /root/mongo/ data /shard2/data
mkdir -p /root/mongo/ data /shard2/log
mkdir -p /root/mongo/ data /shard3/data
mkdir -p /root/mongo/ data /shard3/log

config server

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

pidfilepath = /root/mongo/data/config/log/configsrv.pid
dbpath = /root/mongo/data/config/data
logpath = /root/mongo/data/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

分别启动三台服务器的config server

mongod -f /root/mongo/data/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 : "xxx.xxx.xxx.234:21000" },
...         {_id : 1, host : "xxx.xxx.xxx.235:21000" },
...         {_id : 2, host : "xxx.xxx.xxx.236:21000" }
...     ]
... }

#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

shard分片副本集

第1个分片副本集

在/root/mongo/data/conf中新增配置文件

• vi shard1.conf

pidfilepath = /root/mongo/data/shard1/log/shard1.pid
dbpath = /root/mongo/data/shard1/data
logpath = /root/mongo/data/shard1/log/shard1.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 27001
fork = true

directoryperdb = 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 /root/mongo/data/conf/shard1.conf

登陆任意一台服务器（非仲裁节点），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 : "xxx.xxx.xxx.234:27001" },
...         {_id : 1, host : "xxx.xxx.xxx.235:27001" },
...         {_id : 2, host : "xxx.xxx.xxx.236:27001” , arbiterOnly: true }
...     ]
... }
#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

第2个分片副本集

在/root/mongo/data/conf中新增配置文件

• vi shard2.conf

pidfilepath = /root/mongo/data/shard2/log/shard2.pid
dbpath = /root/mongo/data/shard2/data
logpath = /root/mongo/data/shard2/log/shard2.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 27002
fork = true

directoryperdb = 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

分别启动三台服务器的shard2 server

mongod -f /root/mongo/data/conf/shard2.conf

登陆任意一台服务器（非仲裁节点），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 : "xxx.xxx.xxx.234:27002"  , arbiterOnly: true },
...         {_id : 1, host : "xxx.xxx.xxx.235:27002" },
...         {_id : 2, host : "xxx.xxx.xxx.236:27002" }
...     ]
... }

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

第3个分片副本集

在/root/mongo/data/conf中新增配置文件

• vi shard3.conf

pidfilepath = /root/mongo/data/shard3/log/shard3.pid
dbpath = /root/mongo/data/shard3/data
logpath = /root/mongo/data/shard3/log/shard3.log
logappend = true

bind_ip = 0.0.0.0
port = 27003
fork = true

directoryperdb = 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 /root/mongo/data/conf/shard3.conf

登陆任意一台服务器（非仲裁节点），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 : "xxx.xxx.xxx.234:27003" },
...         {_id : 1, host : "xxx.xxx.xxx.235:27003" , arbiterOnly: true},
...         {_id : 2, host : "xxx.xxx.xxx.236:27003" }
...     ]
... }

#初始化副本集配置
rs.initiate(config);

mongos路由服务器

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）
在/root/mongo/data/conf中新增配置文件

• vi mongos.conf

pidfilepath = /root/mongo/data/mongos/log/mongos.pid
logpath = /root/mongo/data/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/xxx.xxx.xxx.234:21000,xxx.xxx.xxx.235:21000,xxx.xxx.xxx.236:21000

#设置最大连接数
maxConns=20000

启动三台服务器的mongos server

mongos -f /root/mongo/data/conf/mongos.conf

启用分片与测试

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
use  admin
#串联路由服务器与分配副本集
sh.addShard("shard1/xxx.xxx.xxx.234:27001,xxx.xxx.xxx.235:27001, xxx.xxx.xxx.236:27001")
sh.addShard("shard2/xxx.xxx.xxx.234:27002,xxx.xxx.xxx.235:27002, xxx.xxx.xxx.236:27002")
sh.addShard("shard3/xxx.xxx.xxx.234:27003,xxx.xxx.xxx.235:27003, xxx.xxx.xxx.236:27003")
#查看集群状态
sh.status()

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。
默认的chunkSize为64M，这里的数据量没有达到64M，可以修改一下chunkSize的大小为1M，方便测试分片效果：

mongo --port 20000
mongos> use config
switched to db config
mongos> db.settings.save( { _id:"chunksize", value: 1 } )
WriteResult({ "nMatched" : 0, "nUpserted" : 1, "nModified" : 0, "_id" : "chunksize" })
mongos> db.settings.find();
{ "_id" : "balancer", "stopped" : false, "mode" : "full" }
{ "_id" : "chunksize", "value" : 1 }

指定testdb分片生效

#指定testdb分片生效
mongos> db.runCommand( { enablesharding :"testdb"});
#指定数据库里需要分片的集合和片键
mongos> db.runCommand( { shardcollection : "testdb.table1",key : {id: 1} } )

mongos> use testdb
switched to db testdb

使用java代码插入10W调数据测试分片效果

//创建客户端连接
MongoClient mongoClient = new MongoClient( "xxx.xxx.xxx.234" , 20000 );
MongoDatabase database = mongoClient.getDatabase("testdb");
MongoCollection<Document> collection = database.getCollection("table1");

//插入文档
for (int i=1;i<100000;i++){
    Document doc = new Document("id", i)
        .append("type", "database")
        .append("test","testval");

    System.out.println(i);
    collection.insertOne(doc);
}

使用db.table1.stats();命令查看集合分片状态，部分无关信息省掉，可以看到数据分到3个分片。

参考文献

1. http://www.ityouknow.com/mongodb/2017/08/05/mongodb-cluster-setup.html