MongoDB分片集群搭建
最近搭建了一个Mongodb的分片集群，这里将整个过程做个记录。
一、规划
MongoDB的分片集群，由mongos路由进程、配置服务器、分片集合组成。其中，mongos和配置服务器都是轻量级进程，不会保存数据，配置服务器只保存分片的一些状态信息；而分片集合通常使用复制集（Replica Set）而不是单实例，这样能有效保证不会因某个实例失效而导致整个集群失效。
在本例中，整个分片集群搭建在三台物理服务器（IP分别为192.168.64.161/162/163，简称为w1, w2, w3，均为Windows Server 2012）上。相应地，集群由一个mongos进程、三个config server进程、三个分片集合（分别名为rs1, rs2和rs3，每个集合都包括一个Master、一个Slave、一个Arbiter进程）构成，除mongos外其它进程均为一个mongod进程实例。每个物理服务器上都运行一个master、一个slave、一个arbiter、一个config server（另外轻量级的mongos运行在w1上）进程，以此均匀承担压力。如下图所示：
注意：端口分配规则：master一律为27017，slave一律为27018，arbiter一律为27019，config server一律为30001，mongos为30000。
二、前期准备
l 安装mongodb
在每台物理服务器上安装MongoDB，强烈建议使用相同版本的安装程序（本例中为3.4.10），安装在D:\MongoDB\3.4目录（可以不相同）。详略。
有些可能还需安装VC redist（64位或32位，依服务器操作系统而定），否则将来启动时可能报“api-ms-win-crt-runtimel1-1-0.dll缺失”的错误。
l 创建目录
在每台物理服务器上创建配置目录（可共用一个）、数据目录（每分片集一个）、日志目录（建议每分片集一个）。以w1为例：
mkdir D:\mongodata\conf\db
mkdir D:\mongodata\conf\log
mkdir D:\mongodata\rs1\db
mkdir D:\mongodata\rs2\db
mkdir D:\mongodata\rs3\db
mkdir D:\mongodata\rs1\log
mkdir D:\mongodata\rs2\log
mkdir D:\mongodata\rs3\log
另外在w1，再为mongos创建日志目录：
mkdir D:\mongodata\mongos\log
注意：按目前规划，w1上rs2目录其实用不到，因为arbiter2进程对数据无影响；此处为统一而保留。
l 修改防火墙
修改每台服务器的防火墙，开放27017, 27018, 27019, 30000, 30001端口。详略。
三、配置第一个分片集rs1
l 在w1上配置master1的配置文件，假设为master1.conf，目录为D:\mongodata\conf：
port = 27017
bind_ip=0.0.0.0
pidfilepath = D:\mongodata\conf\master1.pid
logpath = D:\mongodata\rs1\log\master1.log
dbpath = D:\mongodata\rs1\db
journal = true
nohttpinterface = true
directoryperdb = true
logappend = true
replSet =rs1
l 在w2上配置slave1的配置文件，假设为slave1.conf，目录为D:\mongodata\conf：
port = 27018
bind_ip=0.0.0.0
pidfilepath = D:\mongodata\conf\slave1.pid
logpath = D:\mongodata\rs1\log\slave1.log
dbpath = D:\mongodata\rs1\db
journal = true
nohttpinterface = true
directoryperdb = true
logappend = true
replSet =rs1
l 在w3上配置arbiter1的配置文件，假设为arbiter1.conf，目录为D:\mongodata\conf：
port = 27019
bind_ip=0.0.0.0
pidfilepath = D:\mongodata\conf\arbiter1.pid
logpath = D:\mongodata\rs1\log\arbiter1.log
dbpath = D:\mongodata\rs1\db
journal = true
nohttpinterface = true
directoryperdb = true
logappend = true
replSet =rs1
l 启动分片集rs1
在三台服务器分别启动master1, slave1和arbiter1：
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\master1.cfg
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\slave1.cfg
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\arbiter1.cfg
再用MongoDB shell连接master所在服务器：
D:\mongo 192.168.64.161:27017
> use admin
> config = { _id:"rs1", members:
[ {_id:0,host:'192.168.64.161:27017'},
{_id:1,host:'192.168.64.162:27018'},
{_id:2,host:'192.168.64.163:27019',arbiterOnly:true}] };
执行副本集初始化：
> rs.initiate(config)
成功（出现提示"OK":1）后，可检查集群的状态：
> rs.status()
四、配置另两个分片集rs2和rs3
按照上一步骤将另两个分片集rs2和rs3也配置好，注意目录名、文件名、IP、端口、副本集名与规划保持一致。
此步骤完成后，w1上有master1, slave3和arbiter2三个mongod实例，w2上有master2, arbiter3和slave1三个mongod实例，而w3上有master3, arbiter1和slave2三个mongod实例。
五、 配置config server及mongos
l config server的配置文件
在三台服务器各配置一个config server。
以w1为例，其配置文件名为configsvr1.conf，目录为D:\mongodata\conf：
port = 30001
bind_ip=0.0.0.0
logpath = D:\mongodata\conf\log\configsvr1.log
dbpath = D:\mongodata\conf\db
configsvr = true
replSet = cfgReplSet
在w2和w3上的操作类似，注意区分文件名就可以了。
注意：自3.4版起，congig server必须设置replSet项，否则无法初始化。
l mongos的配置文件
只在w1上进行，文件名为mongos.conf，目录为D:\mongodata\conf：
logpath = D:\mongodata\mongos\log\mongos.log
port = 30000
bind_ip=0.0.0.0
configdb=cfgReplSet/192.168.64.161:30001, 192.168.64.162:30001, 192.168.64.163:30001
l 启动config server
在三台服务器启动config server，
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\configsvr1.cfg
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\configsvr2.cfg
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\configsvr3.cfg
再用MongoDB shell连接w1：
D:\mongo 192.168.64.161:30001
> use admin
> config = { _id:"rs1", members:
[ {_id:0,host:'192.168.64.161:30001'},
{_id:1,host:'192.168.64.162:30001'},
{_id:2,host:'192.168.64.163:30001'}] };
config server的副本集初始化与检查状态命令与其它副本集一样：
> rs.initiate(config)
> rs.status()
注意：config server可以不需要仲裁角色（arbiter）。
在w1上启动mongos
D:\> mongod.exe -f D:\mongodata\conf\mongos.cfg
l 增加各分片副本集至集群
登录mongos：
D:\mongo 192.168.64.161:30000
此时的命令提示符与之前的不同，为“mongos>”。依次添加三个副本集：
mongos > sh.addShard("rs1/192.168.64.161:27017")
mongos > sh.addShard("rs2/192.168.64.162:27017")
mongos > sh.addShard("rs3/192.168.64.163:27017")
成功后，可以检查整个集群的状态：
mongos > sh.status()
检查分片的情况：
mongos > use admin
mongos > runCommand({listShards:1})
六、其它事项
l mongos实例
本例中mongos为单实例，为进一步提高可靠性，可将mongos也配置为多实例。方法很简单，在每台服务器都运行一个mongos并添加分片副本集。
l 应用程序连接串
在将原来的单个副本集群改为分片集群后，需将连接串中的host和port改为mongos的IP和端口。
MongoDB的分片集群，由mongos路由进程、配置服务器、分片集合组成。其中，mongos和配置服务器都是轻量级进程，不会保存数据，配置服务器只保存分片的一些状态信息；而分片集合通常使用复制集（Replica Set）而不是单实例，这样能有效保证不会因某个实例失效而导致整个集群失效。
在本例中，整个分片集群搭建在三台物理服务器（IP分别为192.168.64.161/162/163，简称为w1, w2, w3，均为Windows Server 2012）上。相应地，集群由一个mongos进程、三个config server进程、三个分片集合（分别名为rs1, rs2和rs3，每个集合都包括一个Master、一个Slave、一个Arbiter进程）构成，除mongos外其它进程均为一个mongod进程实例。每个物理服务器上都运行一个master、一个slave、一个arbiter、一个config server（另外轻量级的mongos运行在w1上）进程，以此均匀承担压力。如下图所示：
注意：端口分配规则：master一律为27017，slave一律为27018，arbiter一律为27019，config server一律为30001，mongos为30000。
