# mongodb_基础到进阶 -- MongoDB 高级--MongoDB 集群部署与安全性（四）

mongodb_基础到进阶 – MongoDB 高级–MongoDB 集群部署与安全性（四）

一、mongodb 第一个路由节点创建

1、分片集群架构目标

两个分片节点副本集（3+3）+一个配置节点副本集（3）+两个路由节点（2），共11个服务节点。

29-mongodb分片集群架构目标.png

2、mongodb 第一个路由节点创建：第一步：准备存放数据和日志的目录：


#-----------mongos01mkdir -p /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/log

3、mongodb 第一个路由节点创建：：第二步：新建或修改配置文件（mymongos_27017节点）：

vim /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf# mymongos_27017 内容如下（注意 yaml 文件格式）：systemLog:# MongoDB发送所有日志输出的目标指定为文件destination: file# mongod或mongos应向其发送所有诊断日志记录信息的日志文件的路径path: "/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/log/mongod.log"# 当mongos或mongod实例重新启动时，mongos或mongod会将新条目附加到现有日志文件的末尾logAppend: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式fork: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入其PIDpidFilePath: "/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/log/mongod.pid"
net:#服务实例绑定的IP，有副作用，副本集初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是ip#bindIpAll: true#服务实例绑定的IPbindIp: localhost,172.18.30.110# bindip# 绑定的端口port: 27017
sharding:#指定配置节点副本集configDB: myconfigrs/172.18.30.110:27019,172.18.30.110:27119,172.18.30.110:27219

4、mongodb 第一个路由节点创建：：第三步：启动 mongos 服务：：


# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 启动 MongoDB 服务
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongos -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf# 查看进程，mongodb 是否启动成功
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] ps -ef | grep mongodroot      4542     1  0 11:37 ?        00:03:27 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27018/mongod.conf
root      4596     1  0 11:41 ?        00:03:32 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27118/mongod.conf
root      4648     1  0 11:41 ?        00:03:21 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27218/mongod.conf
root      4712     1  0 11:48 ?        00:03:32 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27318/mongod.conf
root      4764     1  0 11:49 ?        00:03:33 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27418/mongod.conf
root      4816     1  0 11:49 ?        00:03:22 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27518/mongod.conf
root      4943     1  0 15:32 ?        00:01:30 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27019/mongod.conf
root      4997     1  0 15:32 ?        00:01:38 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27119/mongod.conf
root      5051     1  0 15:33 ?        00:01:39 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27219/mongod.conf
root      5115  2216  0 15:36 pts/4    00:00:00 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27019
root      5178  2067  0 15:46 pts/0    00:00:00 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27018
root      5460  1337  0 16:21 pts/2    00:00:00 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27318
root      6493     1  0 18:13 ?        00:00:02 /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongos -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf
root      6684  2289  0 18:28 pts/5    00:00:00 grep --color=auto mongod
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#

5、mongodb 第一个路由节点创建：：第四步：客户端登录 mongos


# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 启动 MongoDB 服务
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27017mongos> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GBmongos> use mongotest
switched to db mongotestmongos> db.mongotest.insert({aa:"aa"})
WriteCommandError({"ok" : 0,"errmsg" : "Database mongotest could not be created :: caused by :: No shards found","code" : 70,"codeName" : "ShardNotFound","$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722508482, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722508482, 1)
})
mongos>

此时，写不进去数据，如果写数据会报错：
原因是：通过路由节点操作，现在只是连接了配置节点，还没有连接分片数据节点，因此无法写入业务数据。

6、properties 配置文件参考：：

logpath=/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/log/mongos.log
logappend=true
bind_ip_all=true
port=27017
fork=true
configdb=myconfigrs/172.18.30.110:27019,172.18.30.110:27119,172.18.30.110:27219

二、mongodb 路由节点进行分片操作

1、使用命令添加分片：添加分片语法：

sh.addShard("IP:Port")

2、将第一套分片副本集添加进来


# 打开另一终端，查看节点信息# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 连接 第一套 分片副本集 的 MongoDB 服务
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27018
myshardrs01:PRIMARY> 
myshardrs01:PRIMARY> rs.status()
{"set" : "myshardrs01","date" : ISODate("2024-08-01T08:15:09.856Z"),"myState" : 1,"term" : NumberLong(1),"syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"heartbeatIntervalMillis" : NumberLong(2000),"majorityVoteCount" : 2,"writeMajorityCount" : 2,"votingMembersCount" : 3,"writableVotingMembersCount" : 2,"optimes" : {"lastCommittedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"lastCommittedWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z"),"readConcernMajorityOpTime" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"appliedOpTime" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"durableOpTime" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"lastAppliedWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z"),"lastDurableWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z")},"lastStableRecoveryTimestamp" : Timestamp(1722500071, 1),"electionCandidateMetrics" : {"lastElectionReason" : "electionTimeout","lastElectionDate" : ISODate("2024-08-01T07:47:30.697Z"),"electionTerm" : NumberLong(1),"lastCommittedOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(1722498449, 1),"t" : NumberLong(-1)},"lastSeenOpTimeAtElection" : {"ts" : Timestamp(1722498449, 1),"t" : NumberLong(-1)},"numVotesNeeded" : 1,"priorityAtElection" : 1,"electionTimeoutMillis" : NumberLong(10000),"newTermStartDate" : ISODate("2024-08-01T07:47:31.266Z"),"wMajorityWriteAvailabilityDate" : ISODate("2024-08-01T07:47:31.570Z")},"members" : [{"_id" : 0,"name" : "172.18.30.110:27018","health" : 1,"state" : 1,"stateStr" : "PRIMARY","uptime" : 16654,"optime" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2024-08-01T08:15:01Z"),"lastAppliedWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z"),"lastDurableWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z"),"syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"infoMessage" : "","electionTime" : Timestamp(1722498450, 1),"electionDate" : ISODate("2024-08-01T07:47:30Z"),"configVersion" : 3,"configTerm" : 1,"self" : true,"lastHeartbeatMessage" : ""},{"_id" : 1,"name" : "172.18.30.110:27118","health" : 1,"state" : 2,"stateStr" : "SECONDARY","uptime" : 370,"optime" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDurable" : {"ts" : Timestamp(1722500101, 1),"t" : NumberLong(1)},"optimeDate" : ISODate("2024-08-01T08:15:01Z"),"optimeDurableDate" : ISODate("2024-08-01T08:15:01Z"),"lastAppliedWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z"),"lastDurableWallTime" : ISODate("2024-08-01T08:15:01.594Z"),"lastHeartbeat" : ISODate("2024-08-01T08:15:08.836Z"),"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2024-08-01T08:15:08.863Z"),"pingMs" : NumberLong(0),"lastHeartbeatMessage" : "","syncSourceHost" : "172.18.30.110:27018","syncSourceId" : 0,"infoMessage" : "","configVersion" : 3,"configTerm" : 1},{"_id" : 2,"name" : "172.18.30.110:27218","health" : 1,"state" : 7,"stateStr" : "ARBITER","uptime" : 337,"lastHeartbeat" : ISODate("2024-08-01T08:15:08.843Z"),"lastHeartbeatRecv" : ISODate("2024-08-01T08:15:09.219Z"),"pingMs" : NumberLong(0),"lastHeartbeatMessage" : "","syncSourceHost" : "","syncSourceId" : -1,"infoMessage" : "","configVersion" : 3,"configTerm" : 1}],"ok" : 1,"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722500101, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722500101, 1)
}
myshardrs01:PRIMARY>

3、将第一套、第二套分片副本集添加进来（myshardrs01，myshardrs02 ）


# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 连接 27017 端口的 MongoDB 服务
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb# /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27017# 在 27017 节点 将第一套分片副本集添加进来
mongos>  sh.addShard("myshardrs01/172.18.30.110:27018,172.18.30.110:27118,172.18.30.110:27218"){"shardAdded" : "myshardrs01","ok" : 1,"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722520734, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722520734, 1)
}
mongos> # 在 27017 节点 将第二套分片副本集添加进来
mongos>  sh.addShard("myshardrs02/172.18.30.110:27318,172.18.30.110:27418,172.18.30.110:27518"){"shardAdded" : "myshardrs02","ok" : 1,"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722520911, 5),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722520911, 4)
}
mongos>

4、在 27017 节点查看分片副本集状态情况


mongos> sh.status()
--- Sharding Status --- sharding version: {"_id" : 1,"minCompatibleVersion" : 5,"currentVersion" : 6,"clusterId" : ObjectId("66ab4772678657abc1742829")}shards:{  "_id" : "myshardrs01",  "host" : "myshardrs01/172.18.30.110:27018,172.18.30.110:27118",  "state" : 1,  "topologyTime" : Timestamp(1722520733, 1) }{  "_id" : "myshardrs02",  "host" : "myshardrs02/172.18.30.110:27318,172.18.30.110:27418",  "state" : 1,  "topologyTime" : Timestamp(1722520911, 2) }active mongoses:"5.0.28" : 1autosplit:Currently enabled: yesbalancer:Currently enabled: yesCurrently running: yesCollections with active migrations: config.system.sessions started at Thu Aug 01 2024 22:04:09 GMT+0800 (CST)Failed balancer rounds in last 5 attempts: 0Migration results for the last 24 hours: 29 : Successdatabases:{  "_id" : "config",  "primary" : "config",  "partitioned" : true }config.system.sessionsshard key: { "_id" : 1 }unique: falsebalancing: truechunks:myshardrs01     995myshardrs02     29too many chunks to print, use verbose if you want to force print
mongos>

5、提示：如果添加分片失败，需要先手动移除分片，检查添加分片的信息的正确性后，再次添加分片。

1）移除分片参考：

use admin
db.runCommand( { removeShard: "myshardrs02" } )

2）注意：如果只剩下最后一个 shard，是无法删除的，移除时会自动转移分片数据，需要一个时间过程。
完成后，再次执行删除分片命令才能真正删除。

6、开启分片功能：sh.enableSharding(“库名”)、sh.shardCollection(“库名.集合名”,{“key”:1})

在 mongos 上的 articledb 数据库配置 sharding:

mongos> sh.enableSharding("articledb"){"ok" : 1,"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722526608, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722526607, 2)
}
mongos>

7、集合分片

1）对集合分片，你必须使用 sh.shardCollection() 方法指定集合和分片键。

2）语法：

sh.shardCollection(namespace, key, unique)

3）参数：

Parameter	Type	Description
namespace	string	要（分片）共享的目标集合的命名空间，格式： .
key	document	用作分片键的索引规范文档。shard键决定MongoDB如何在shard之间分发文档。除非集合为空，否则索引必须在shard collection命令之前存在。如果集合为空，则MongoDB在对集合进行分片之前创建索引，前提是支持分片键的索引不存在。简单的说：由包含字段和该字段的索引遍历方向的文档组成。
unique	boolean	当值为true情况下，片键字段上会限制为确保是唯一索引。哈希策略片键不支持唯一索引。默认是false。

三、mongodb 分片策略哈希&范围演示

1、对集合进行分片时,你需要选择一个片键（Shard Key） , shard key 是每条记录都必须包含的,且建立了

索引的单个字段或复合字段,MongoDB按照片键将数据划分到不同的数据块中,并将数据块均衡地分布
到所有分片中.为了按照片键划分数据块,MongoDB使用基于哈希的分片方式（随机平均分配）或者基
于范围的分片方式（数值大小分配）。

用什么字段当片键都可以，如：nickname 作为片键，但一定是必填字段。

2、分片规则一：哈希策略

对于基于哈希的分片 ,MongoDB计算一个字段的哈希值,并用这个哈希值来创建数据块.
在使用基于哈希分片的系统中,拥有”相近”片键的文档很可能不会存储在同一个数据块中,因此数据的分
离性更好一些.
使用 nickname 作为片键，根据其值的哈希值进行数据分片

mongos> sh.shardCollection("articledb.comment",{"nickname":"hashed"}){"collectionsharded" : "articledb.comment","ok" : 1,"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722526690, 7),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722526690, 3)
}
mongos> # 再次查看 分片副本集状态情况
mongos> sh.status()--- Sharding Status --- sharding version: {"_id" : 1,"minCompatibleVersion" : 5,"currentVersion" : 6,"clusterId" : ObjectId("66ab4772678657abc1742829")}shards:{  "_id" : "myshardrs01",  "host" : "myshardrs01/172.18.30.110:27018,172.18.30.110:27118",  "state" : 1,  "topologyTime" : Timestamp(1722520733, 1) }{  "_id" : "myshardrs02",  "host" : "myshardrs02/172.18.30.110:27318,172.18.30.110:27418",  "state" : 1,  "topologyTime" : Timestamp(1722520911, 2) }active mongoses:"5.0.28" : 1autosplit:Currently enabled: yesbalancer:Currently enabled: yesCurrently running: noFailed balancer rounds in last 5 attempts: 0Migration results for the last 24 hours: 512 : Successdatabases:{  "_id" : "articledb",  "primary" : "myshardrs02",  "partitioned" : true,  "version" : {  "uuid" : UUID("6e03e9c9-d824-493b-9809-ca48a9dad23d"),  "timestamp" : Timestamp(1722526606, 1),  "lastMod" : 1 } }articledb.commentshard key: { "nickname" : "hashed" }unique: falsebalancing: truechunks:myshardrs01     2myshardrs02     2{ "nickname" : { "$minKey" : 1 } } -->> { "nickname" : NumberLong("-4611686018427387902") } on : myshardrs01 Timestamp(1, 0) { "nickname" : NumberLong("-4611686018427387902") } -->> { "nickname" : NumberLong(0) } on : myshardrs01 Timestamp(1, 1) { "nickname" : NumberLong(0) } -->> { "nickname" : NumberLong("4611686018427387902") } on : myshardrs02 Timestamp(1, 2) { "nickname" : NumberLong("4611686018427387902") } -->> { "nickname" : { "$maxKey" : 1 } } on : myshardrs02 Timestamp(1, 3) {  "_id" : "config",  "primary" : "config",  "partitioned" : true }config.system.sessionsshard key: { "_id" : 1 }unique: falsebalancing: truechunks:myshardrs01     512myshardrs02     512too many chunks to print, use verbose if you want to force print
mongos>

3、分片规则二：范围策略

对于基于范围的分片 ,MongoDB按照片键的范围把数据分成不同部分.假设有一个数字的片键:想象一个
从负无穷到正无穷的直线,每一个片键的值都在直线上画了一个点.MongoDB把这条直线划分为更短的不
重叠的片段,并称之为数据块 ,每个数据块包含了片键在一定范围内的数据.
在使用片键做范围划分的系统中,拥有”相近”片键的文档很可能存储在同一个数据块中,因此也会存储在同
一个分片中.
如使用作者年龄字段作为片键，按照点赞数的值进行分片：


mongos> sh.shardCollection("articledb.author",{"age":1}){"collectionsharded" : "articledb.author","ok" : 1,"$clusterTime" : {"clusterTime" : Timestamp(1722527515, 1),"signature" : {"hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),"keyId" : NumberLong(0)}},"operationTime" : Timestamp(1722527514, 3)
}# 再次查看 分片副本集状态情况
mongos> sh.status()
--- Sharding Status --- sharding version: {"_id" : 1,"minCompatibleVersion" : 5,"currentVersion" : 6,"clusterId" : ObjectId("66ab4772678657abc1742829")}shards:{  "_id" : "myshardrs01",  "host" : "myshardrs01/172.18.30.110:27018,172.18.30.110:27118",  "state" : 1,  "topologyTime" : Timestamp(1722520733, 1) }{  "_id" : "myshardrs02",  "host" : "myshardrs02/172.18.30.110:27318,172.18.30.110:27418",  "state" : 1,  "topologyTime" : Timestamp(1722520911, 2) }active mongoses:"5.0.28" : 1autosplit:Currently enabled: yesbalancer:Currently enabled: yesCurrently running: noFailed balancer rounds in last 5 attempts: 0Migration results for the last 24 hours: 512 : Successdatabases:{  "_id" : "articledb",  "primary" : "myshardrs02",  "partitioned" : true,  "version" : {  "uuid" : UUID("6e03e9c9-d824-493b-9809-ca48a9dad23d"),  "timestamp" : Timestamp(1722526606, 1),  "lastMod" : 1 } }articledb.authorshard key: { "age" : 1 }unique: falsebalancing: truechunks:myshardrs02     1{ "age" : { "$minKey" : 1 } } -->> { "age" : { "$maxKey" : 1 } } on : myshardrs02 Timestamp(1, 0) articledb.commentshard key: { "nickname" : "hashed" }unique: falsebalancing: truechunks:myshardrs01     2myshardrs02     2{ "nickname" : { "$minKey" : 1 } } -->> { "nickname" : NumberLong("-4611686018427387902") } on : myshardrs01 Timestamp(1, 0) { "nickname" : NumberLong("-4611686018427387902") } -->> { "nickname" : NumberLong(0) } on : myshardrs01 Timestamp(1, 1) { "nickname" : NumberLong(0) } -->> { "nickname" : NumberLong("4611686018427387902") } on : myshardrs02 Timestamp(1, 2) { "nickname" : NumberLong("4611686018427387902") } -->> { "nickname" : { "$maxKey" : 1 } } on : myshardrs02 Timestamp(1, 3) {  "_id" : "config",  "primary" : "config",  "partitioned" : true }config.system.sessionsshard key: { "_id" : 1 }unique: falsebalancing: truechunks:myshardrs01     512myshardrs02     512too many chunks to print, use verbose if you want to force print
mongos>

4、注意的是：

1）一个集合只能指定一个片键，否则报错。
2）一旦对一个集合分片，分片键和分片值就不可改变。如：不能给集合选择不同的分片键、不能更新
分片键的值。
3）根据age索引进行分配数据。

5、基于范围的分片方式与基于哈希的分片方式性能对比：

基于范围的分片方式提供了更高效的范围查询,给定一个片键的范围,分发路由可以很简单地确定哪个数
据块存储了请求需要的数据,并将请求转发到相应的分片中.
不过,基于范围的分片会导致数据在不同分片上的不均衡,有时候,带来的消极作用会大于查询性能的积极
作用.比如,如果片键所在的字段是线性增长的,一定时间内的所有请求都会落到某个固定的数据块中,最终
导致分布在同一个分片中.在这种情况下,一小部分分片承载了集群大部分的数据,系统并不能很好地进行
扩展.
与此相比,基于哈希的分片方式以范围查询性能的损失为代价,保证了集群中数据的均衡.哈希值的随机性
使数据随机分布在每个数据块中,因此也随机分布在不同分片中.但是也正由于随机性,一个范围查询很难
确定应该请求哪些分片,通常为了返回需要的结果,需要请求所有分片.
如无特殊情况，一般推荐使用 Hash Sharding。
而使用 _id 作为片键是一个不错的选择，因为它是必有的，你可以使用数据文档 _id 的哈希作为片键。
这个方案能够是的读和写都能够平均分布，并且它能够保证每个文档都有不同的片键所以数据块能够很
精细。
似乎还是不够完美，因为这样的话对多个文档的查询必将命中所有的分片。虽说如此，这也是一种比较
好的方案了。
理想化的 shard key 可以让 documents 均匀地在集群中分布：

33-基于范围的分片方式与基于哈希的分片方式性能对比.png

6、显示集群的详细信息：

mongos> db.printShardingStatus()

7、查看均衡器是否工作（需要重新均衡时系统才会自动启动，不用管它）：

mongos> sh.isBalancerRunning()

8、查看当前 Balancer 状态：

mongos> sh.getBalancerState()

9、分片后插入数据测试—测试一（哈希规则）

9.1、登录 mongos 后，向 comment 循环插入1000条数据做测试：


# 进入路由分片节点 终端，插入数据。mongos> use articledb
switched to db articledbmongos> for(var i=1;i<=1000;i++){db.comment.insert({_id:i+"",nickname:"BoBo"+i})}
WriteResult({ "nInserted" : 1 })mongos> db.comment.count()
1000

提示： js 的语法，因为 mongo 的 shell 是一个 JavaScript 的 shell。
注意：从路由上插入的数据，必须包含片键，否则无法插入。

9.2、分别登陆两个片的主节点，统计文档数量


# 打开一终端，查看节点信息# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 连接 第一套 分片副本集 的 MongoDB 服务 主节点
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb# /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27018myshardrs01:PRIMARY> use articledb
switched to db articledb
myshardrs01:PRIMARY> db.comment.count()
507# 打开另一终端，查看节点信息# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 连接 第二套 分片副本集 的 MongoDB 服务 的主节点
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb# /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27318myshardrs02:PRIMARY> use articledb
switched to db articledb
myshardrs02:PRIMARY> db.comment.count()
493

10、分片后插入数据测试—测试二（范围规则）

10.1、登录 mongs 后，向 comment 循环插入 20000 条数据做测试：


# 进入路由分片节点 终端，插入数据。# 先修改 数据块尺寸（chunksize）为 1M，方便测试
mongos> use config
mongos> db.settings.save( { _id:"chunksize", value: 1 } )
WriteResult({ "nMatched" : 0, "nUpserted" : 1, "nModified" : 0, "_id" : "chunksize" })
mongos> mongos> use articledb
switched to db articledb# 插入 20000 条数据（有点慢）
mongos> for(var i=1;i<=20000;i++){db.author.save({"name": "BoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBoBo"+i, "age": NumberInt(i%120)})}
WriteResult({ "nInserted" : 1 })mongos> db.author.count()
20000# 插入成功后，仍然要分别查看两个分片副本集的数据情况。分片效果# 打开一终端，# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 连接 第一套 分片副本集 的 MongoDB 服务 主节点
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb# /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27018myshardrs01:PRIMARY> use articledb
switched to db articledb
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
0
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
0
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
0
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
0
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
131
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
157
myshardrs01:PRIMARY> db.author.count()
166# 打开另一终端# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 连接 第二套 分片副本集 的 MongoDB 服务 的主节点
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb# /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27318myshardrs02:PRIMARY> use articledb
switched to db articledb
myshardrs02:PRIMARY> db.comment.count()
493
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
5310
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
5785
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
8350
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
10189
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
15654
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
18812
myshardrs02:PRIMARY> db.author.count()
19952

10.2、提示：如果查看状态发现没有分片，则可能是由于以下原因造成了：

1）系统繁忙，正在分片中。

2）数据块（chunk）没有填满，默认的数据块尺寸（chunksize）是64M，填满后才会考虑向其他片的
数据块填充数据，因此，为了测试，可以将其改小，这里改为1M，操作如下：

use config
db.settings.save( { _id:"chunksize", value: 1 } )

3）测试完改回来：

use config
db.settings.save( { _id:"chunksize", value: 64 } )

4）注意：

要先改小，再设置分片。为了测试，可以先删除集合，重新建立集合的分片策略，再插入数据测试即可。

34-分片策略-哈希-范围测试演示.png

四、mongodb 再增加一个路由节点

1、mongodb 再增加一个路由节点 mongos02 ：第一步：准备存放数据和日志的目录：


#-----------mongos01mkdir -p /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/log

2、mongodb 再增加一个路由节点 mongos02 ：第二步：新建或修改配置文件（mymongos_27117节点）：

vim /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/mongos.conf# mymongos_27117 内容如下（注意 yaml 文件格式）：systemLog:# MongoDB发送所有日志输出的目标指定为文件destination: file# mongod或mongos应向其发送所有诊断日志记录信息的日志文件的路径path: "/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/log/mongod.log"# 当mongos或mongod实例重新启动时，mongos或mongod会将新条目附加到现有日志文件的末尾logAppend: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式fork: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入其PIDpidFilePath: "/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/log/mongod.pid"
net:#服务实例绑定的IP，有副作用，副本集初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是ip#bindIpAll: true#服务实例绑定的IPbindIp: localhost,172.18.30.110# bindip# 绑定的端口port: 27117
sharding:#指定配置节点副本集configDB: myconfigrs/172.18.30.110:27019,172.18.30.110:27119,172.18.30.110:27219

3、mongodb 再增加一个路由节点 mongos02 ：第三步：启动 mongos 服务：：


# 切换目录 
cd /usr/local/mongodb/# 启动 MongoDB 服务
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] /usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongos -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/mongos.conf# 查看进程，mongodb 是否启动成功
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] ps -ef | grep mongod# 使用mongo客户端登录27117，发现，第二个路由无需配置，因为分片配置都保存到了配置服务器中
了。

35-mongodb再增加一个路由节点.png

五、mongodb compass & springData 连接测试

1、 Compass 连接分片集群

1） Compass 连接第一个路由测试

36- Compass连接分片集群-1.png

2） Compass 连接第二个路由测试

36- Compass连接分片集群-2.png

3）提示：和连接单机 mongod一样。连接成功后，上方有 mongos 和分片集群的提示。

2、SpringDataMongDB 连接分片集群

Java客户端常用的是SpringDataMongoDB，其连接的是mongs路由，配置和单机mongod的配置是一
样的。

1）多个路由的时候的SpringDataMongoDB的客户端配置参考如下：

# article-mongodb\src\main\resources\application.ymlspring:# 数据源配置data:mongodb:#      # 主机地址#      host: 172.18.30.110#      # 数据库#      database: articledb#      # 默认端口27017#      port: 27017#      # 也可以使用uri连接#      # uri mongodb //172.18.30.110:27017/articledb# uri: mongodb://172.18.30.110:27017,172.18.30.110:27018,172.18.30.110:27019/articledb?connect=replicaSet&slaveOk=true&replicaSet=myrsuri: mongodb://172.18.30.110:27017,172.18.30.110:27117/articledb

2）通过日志发现，写入数据的时候，会选择一个路由写入：

37-SpringDataMongDB连接分片集群.png

3、清除所有的节点数据（备用）

如果在搭建分片的时候有操作失败或配置有问题，需要重新来过的，可以进行如下操作：

3.1、第一步：查询出所有的测试服务节点的进程：


# 查看 mongodb 进程
[root@WIN-20240529BJA:/usr/local/mongodb#] ps -ef | grep mongod# 根据上述的进程编号，依次中断进程：
kill -2 进程PID

3.2、第二步：清除所有的节点的数据：

rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27019/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27119/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27219/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27018/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27118/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27218/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27318/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27418/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27518/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/data/db/*.* \ &
rm -rf /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/data/db/*.*

3.3、第三步：查看或修改有问题的配置

vim /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/mongos.conf# mymongos_27117 内容如下（注意 yaml 文件格式）：systemLog:# MongoDB发送所有日志输出的目标指定为文件destination: file# mongod或mongos应向其发送所有诊断日志记录信息的日志文件的路径path: "/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/log/mongod.log"# 当mongos或mongod实例重新启动时，mongos或mongod会将新条目附加到现有日志文件的末尾logAppend: true
processManagement:#启用在后台运行mongos或mongod进程的守护进程模式fork: true#指定用于保存mongos或mongod进程的进程ID的文件位置，其中mongos或mongod将写入其PIDpidFilePath: "/usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27117/log/mongod.pid"
net:#服务实例绑定的IP，有副作用，副本集初始化的时候，节点名字会自动设置为本地域名，而不是ip#bindIpAll: true#服务实例绑定的IPbindIp: localhost,172.18.30.110# bindip# 绑定的端口port: 27117
sharding:#指定配置节点副本集configDB: myconfigrs/172.18.30.110:27019,172.18.30.110:27119,172.18.30.110:27219

3.4、第四步：依次启动所有节点，不包括路由节点：

/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27018/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27118/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myshardrs01_27218/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27318/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27418/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myshardrs02_27518/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27019/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27119/mongod.conf
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongod -f
/mongodb/sharded_cluster/myconfigrs_27219/mongod.conf

3.5、第五步：对两个数据分片副本集和一个配置副本集进行初始化和相关配置


# 使用客户端命令连接任意一个节点，但这里尽量要连接主节点
/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27018# 执行初始化副本集命令
> rs.initiate()# 查看副本集情况(节选内容)：
myshardrs01:SECONDARY> rs.status()# 主节点配置查看
myshardrs01:PRIMARY> rs.conf()# 添加副本节点：
myshardrs01:PRIMARY> rs.add("172.18.30.110:27118")# 添加仲裁从节点
myshardrs01:PRIMARY> rs.addArb("172.18.30.110:27218")

3.6、第六步：检查路由 mongos 的配置，并启动 mongos 服务

/usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongos -f /usr/local/mongodb/sharded_cluster/mymongos_27017/mongos.conf

3.7、第七步：mongo 登录 mongos，在其上进行相关操作。

usr/local/mongodb/mongodb-linux-x86_64-ubuntu1804-5.0.28/bin/mongo --host 172.18.30.110 --port 27017

上一节关联文档请点击
# mongodb_基础到进阶 – MongoDB 高级–MongoDB 集群部署与安全性（三）