Mongo服务器集群配置学习三——分片
MongoDB的分片主要是指将集合拆分成小块并分别存在不同服务器上的过程。MongoDB支持自动分片，可摆脱手动分片管理上的困难。
在以下情况下需要运用分片：
1.服务器的磁盘不够用。
2.单个Mongod不能满足写数据的性能需求。
3.需要将大数据放入内存中提高性能。
下图为我们要实现的分片结构：
从图中我们看到原本一台Mongod节点被分成了A和B两个分片，由路由D读取配置服务器C的分片策略，然后决定数据存储在哪个分片上，而路由隐藏了决策的细节，用户直接访问路由就可以享受分片带来的优点，而不必关心路由读取分片的细节。
配置步骤：
1.创建配置服务器C
创建配置文件如下，端口为10000，并启动mongod -f config.cnf
dbpath=D:\mongodb\test\sharded\C\Data bind_ip=127.0.0.1 port=10000
2.创建路由服务器D
路由器的配置文件如下：
bind_ip=127.0.0.1 port=20000 configdb=127.0.0.1:10000
其中configdb=127.0.0.1:10000配置的是路由监听的配置服务器的地址
路由器用mongos启动
mongos -f config.cnf
注意：配置服务器要先启动，因为路由服务器需要监听配置服务器。
3.新建分片服务器A和B
A的配置，然后启动A
dbpath=D:\mongodb\test\sharded\A\Data bind_ip=127.0.0.1 port=8001
B的配置，然后启动B
dbpath=D:\mongodb\test\sharded\B\Data bind_ip=127.0.0.1 port=8002
4.建立集群中分片服务器与路由器的连接
这个操作需要在路由器中配置，打开路由器的shell，执行数据库命令
db.runCommand({addshard:"127.0.0.1:8001",allowLocal:true})
db.runCommand({addshard:"127.0.0.1:8002",allowLocal:true})
可以看到执行添加分片的操作要在admin库中进行
5.为业务数据库添加分片功能
为person添加分片功能，在路由中执行db.runCommand({"enablesharding":"person"})
6.为集合进行分片
片键：集合中的一个键作为分拆的依据。
为person库的集合info进行分片，key字段设置了片键
执行下列命令db.runCommand({"shardcollection":"person.info","key":{"_id":1}})
7.添加一定的大数据量，测试分片的功能
用脚本插入80万条数据
for(i=1;i<=800001;i++){
db.info.insert({name:i})
}
在分别在分片服务器A和B上查询数据量，如图：看到这800001条数据已经分别存放在2个分片中了
正式环境配置
成功地构建分片需要如下条件：
1.多个配置服务器
2.多个mongos服务器
3.每个片都是副本集
1.多个配置服务器
创建配置服务器如上，现在启动mongos的时候应将其连接到这3个配置服务器。假如3个配置文件的端口号是20001~20003
mongos --configdb localhost:20001,localhost:20002,localhost:20003
配置服务器使用的是两步提交机制，不是普通的MongoDB的异步复制，来维护集群配置的不同副本。这样能保证集群状态的一致性。这意味着某台配置服务器down了后，集群配置信息将是只读的。但是客户端还是能够读写的，只有所有配置服务器备份了以后才能重新均衡数据。
2.多个mongos
Mongos的数量不受限制，建议针对一个应用服务器只运行一个mongos进程。这样每个应用服务器就可以与mongos进行本地会话。
3.每个片都是副本集
生产环境中，每个片都应是副本集。这样单个服务器坏了，就不会导致整个片失效。用addshard命令就可以讲副本集作为片添加，添加时只要指定副本集的名字和种子就好了。
实现即达到数据的分片存储也实现备份和故障自动修复功能，可以副本集和分片混合使用，构建如下图的架构，（为了举例简单仅给shardA做了副本集配置）
1.修改A的配置如下：
dbpath=D:\mongodb\test\sharded\A\Data bind_ip=127.0.0.1 port=8001 replSet=replicademo/127.0.0.1:8003
新添加A1和A2两台节点与A组成副本集
A1的配置：
dbpath=D:\mongodb\test\sharded\A1\Data bind_ip=127.0.0.1 port=8004 replSet=replicademo/127.0.0.1:8003
A2的配置：
dbpath=D:\mongodb\test\sharded\A2\Data bind_ip=127.0.0.1 port=8003 replSet=replicademo/127.0.0.1:8001
在A的shell中执行副本集的舒适化
db.runCommand({"replSetInitiate":
{
"_id":'replicademo',
"members":[
{
"_id":1,
"host":"127.0.0.1:8001"
},
{
"_id":2,
"host":"127.0.0.1:8003"
},
{
"_id":3,
"host":"127.0.0.1:8004"
}
]
}
})
这样A，A1，A2的副本集就建立完成，查询配置看到A为活跃节点，如下图：
回到路由器上设置分片配置
mongos> db.runCommand({addshard:"replicademo/127.0.0.1:8001"})
这样mongos会知道它所连接的是replicademo副本集，在活跃节点down掉之后就会去寻找新的活跃结点。
执行db.printShardingStatus()，会看到副本集的节点都已经自动的配置进来了，如下图：
管理分片
分片的信息主要存放在config数据库上，这样就能被任何连接到mongos的进程访问到了。
配置集合
下面的代码都假设已经在shell中连接了mongos，并且已经运行了use config。
1.片
可以在shards集合中查到所有的片 >db.shards.find();
2.数据库
databases集合含有已经在片上的数据库列表和一些相关信息。
>db.databases.find() 键的解释如下
"_id" ： 表示数据名
"partitioned" ： 是否启用分片功能
"primary" ：这个值与"_id"对应，表示这个数据的大本营在哪里。也就是开始创建数据库文件的位置
3.块
块信息保存在chunks集合中，你可以看到数据到底是怎么切分到集群的。
>db.chunks.find()
分片命令
1.获得概要
>db.printShardingStatus() 给出前面说的那些集合的概要
2.删除片
用removeshard就能从集群中删除片，removeshard会把给定片上的所有块都挪到其他片上。
>db.runCommand({"removeshard":"localhost:10000"})
