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MongoDB整理笔记のSharding分片

2024-11-15 09:20:02   204人阅读

    这是一种将海量的数据水平扩展的数据库集群系统，数据分表存储在sharding 的各个节点上，使用者通过简单的配置就可以很方便地构建一个分布式MongoDB 集群。
MongoDB 的数据分块称为 chunk。每个 chunk 都是 Collection 中一段连续的数据记录，通常最大尺寸是 200MB，超出则生成新的数据块。要构建一个 MongoDB Sharding Cluster，需要三种角色：
    Shard Server
    即存储实际数据的分片，每个Shard 可以是一个mongod 实例，也可以是一组mongod 实例构成的Replica Set。为了实现每个Shard 内部的auto-failover，MongoDB 官方建议每个Shard为一组Replica Set。
    Config Server
    为了将一个特定的collection 存储在多个shard 中，需要为该collection 指定一个shard key，例如{age: 1} ，shard key 可以决定该条记录属于哪个chunk。Config Servers 就是用来存储：所有shard 节点的配置信息、每个chunk 的shard key 范围、chunk 在各shard 的分布情况、该集群中所有DB 和collection 的sharding 配置信息。
    Route Process
    这是一个前端路由，客户端由此接入，然后询问Config Servers 需要到哪个Shard 上查询或保存记录，再连接相应的Shard 进行操作，最后将结果返回给客户端。客户端只需要将原本发给mongod 的查询或更新请求原封不动地发给Routing Process，而不必关心所操作的记录存储在哪个Shard 上。
    下面我们在同一台物理机器上构建一个简单的 Sharding Cluster：

    架构图如下：

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     Shard Server 1：20000
     Shard Server 2：20001
     Config Server ：30000
     Route Process：40000

  （1）启动三服务

     启动Shard Server 

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mkdir -p /data/shard/s0 --创建数据目录mkdir -p /data/shard/s1mkdir -p /data/shard/log --创建日志目录/Apps/mongo/bin/mongod --shardsvr --port 20000 --dbpath /data/shard/s0 --fork --logpath/data/shard/log/s0.log --directoryperdb --启动Shard Server 实例1/Apps/mongo/bin/mongod --shardsvr --port 20001 --dbpath /data/shard/s1 --fork --logpath/data/shard/log/s1.log --directoryperdb --启动Shard Server 实例2
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    启动Config Server

mkdir -p /data/shard/config --创建数据目录/Apps/mongo/bin/mongod --configsvr --port 30000 --dbpath /data/shard/config --fork --logpath/data/shard/log/config.log --directoryperdb --启动Config Server 实例

    启动Route Process

/Apps/mongo/bin/mongos --port 40000 --configdb localhost:30000 --fork --logpath/data/shard/log/route.log --chunkSize 1 --启动Route Server 实例

   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，为了方便测试Sharding 效果，我们把chunkSize 指定为 1MB。
  （2）配置Sharding

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

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[root@localhost ~]# /Apps/mongo/bin/mongo admin --port 40000 --此操作需要连接admin 库MongoDB shell version: 1.8.1connecting to: 127.0.0.1:40000/admin> db.runCommand({ addshard:"localhost:20000" }) --添加 Shard Server{ "shardAdded" : "shard0000", "ok" : 1 }> db.runCommand({ addshard:"localhost:20001" }){ "shardAdded" : "shard0001", "ok" : 1 }> db.runCommand({ enablesharding:"test" }) --设置分片存储的数据库{ "ok" : 1 }> db.runCommand({ shardcollection: "test.users", key: { _id:1 }}) --设置分片的集合名称，且必须指定Shard Key，系统会自动创建索引{ "collectionsharded" : "test.users", "ok" : 1 }>
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  （3）验证Sharding正常工作
   我们已经对test.users 表进行了分片的设置，下面我们们插入一些数据看一下结果

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> use testswitched to db test> for (var i = 1; i <= 500000; i++) db.users.insert({age:i, name:"wangwenlong", addr:"Beijing",country:"China"})> db.users.stats(){"sharded" : true, --说明此表已被shard"ns" : "test.users","count" : 500000,"size" : 48000000,"avgObjSize" : 96,"storageSize" : 66655232,"nindexes" : 1,"nchunks" : 43,"shards" : {"shard0000" : { --在此分片实例上约有24.5M 数据"ns" : "test.users","count" : 254889,"size" : 24469344,"avgObjSize" : 96,"storageSize" : 33327616,"numExtents" : 8,"nindexes" : 1,"lastExtentSize" : 12079360,"paddingFactor" : 1,"flags" : 1,"totalIndexSize" : 11468800,"indexSizes" : {"_id_" : 11468800},"ok" : 1},"shard0001" : { --在此分片实例上约有23.5M 数据"ns" : "test.users","count" : 245111,"size" : 23530656,"avgObjSize" : 96,"storageSize" : 33327616,"numExtents" : 8,"nindexes" : 1,"lastExtentSize" : 12079360,"paddingFactor" : 1,"flags" : 1,"totalIndexSize" : 10649600,"indexSizes" : {"_id_" : 10649600},"ok" : 1}},"ok" : 1}>
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   我们看一下磁盘上的物理文件情况

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[root@localhost bin]# ll /data/shard/s0/test --此分片实例上有数据产生总计 262420-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.0-rw------- 1 root root 33554432 06-03 15:21 test.1-rw------- 1 root root 67108864 06-03 15:22 test.2-rw------- 1 root root 134217728 06-03 15:24 test.3-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.ns[root@localhost bin]# ll /data/shard/s1/test --此分片实例上有数据产生总计 262420-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.0-rw------- 1 root root 33554432 06-03 15:21 test.1-rw------- 1 root root 67108864 06-03 15:22 test.2-rw------- 1 root root 134217728 06-03 15:23 test.3-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.ns[root@localhost bin]#
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   看上述结果，表明test.users 集合已经被分片处理了，但是通过mongos 路由，我们并感觉不到是数据存放在哪个shard 的chunk 上的，这就是MongoDB 用户体验上的一个优势，即对用户是透明的。

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