數(shù)據(jù)庫架構(gòu)之【MongoDB】NoSQL 數(shù)據(jù)庫集群方案

MongoDB 是一個(gè)基于分布式文件存儲(chǔ)的 NoSQL 開源（遵循 SSPL 協(xié)議）數(shù)據(jù)庫，旨在為 WEB 應(yīng)用提供可擴(kuò)展的高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。MongoDB 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為一個(gè)文檔，文檔由鍵/值（Key / Value）組成，結(jié)構(gòu)類似于 JSON 對(duì)象，值可以嵌套其他文檔，數(shù)組及文檔數(shù)組。MongoDB 在高負(fù)載的情況下，可以通過添加更多的節(jié)點(diǎn)保證服務(wù)器性能。

本方案基于CentOS8系統(tǒng)設(shè)計(jì)，建議在RedHat/CentOS系統(tǒng)中使用。方案使用服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)資源較多，建議在實(shí)施前做好規(guī)劃工作，有利于部署工作順利、有序進(jìn)行。

目錄

1.前言

2.MongoDB 單點(diǎn)安裝和配置

3.MongoDB 副本集集群部署
--3.1.集群部署拓?fù)鋱D
--3.2.集群部署

4.MongoDB 副本集+分片集群部署
--4.1.集群部署拓?fù)鋱D
--4.2.集群部署
----4.2.1.通用前置配置
----4.2.2.部署配置服務(wù)器
----4.2.3.部署分片服務(wù)器
----4.2.4.部署路由服務(wù)器
--4.3.創(chuàng)建分片和初始化管理員賬戶

5.Robo 3T 客戶端

附錄一：MongoDB 配置文件詳解

附錄二：Java 集成開發(fā)學(xué)習(xí)指南

常見問題一：SELinux 引起的安全策略問題

常見問題二：MongoDB 運(yùn)行時(shí)文件已存在的問題

1.前言

MongoDB 是 MySQL、PostgreSQL 等 RDBMS 的可替代品，適用于 大數(shù)據(jù)、高并發(fā)、弱事務(wù)、少聯(lián)表 的 OLTP 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1、MongoDB 的邏輯結(jié)構(gòu)

邏輯對(duì)象 MongoDB 對(duì)應(yīng) RDBMS 對(duì)象
數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) JSON 二維表
實(shí)例 數(shù)據(jù)庫目錄（dbpath） 數(shù)據(jù)庫實(shí)例（instance）
數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫（database） 數(shù)據(jù)庫（database）
數(shù)據(jù)集 集合（collection） 表（table）
數(shù)據(jù)記錄 文檔（document） 行（row）
字段 鍵（key） 列（column）
值 值（value） 值（value）
主鍵 自動(dòng)主鍵（_id） 主鍵（pk）
外鍵 無 有（fk）
索引 有（index） 有（index）
視圖 無 有（view）
存儲(chǔ)過程 無 有（procedure）
觸發(fā)器 無 有（tigger）

2、MongoDB 的內(nèi)置角色

角色名稱 授予該角色用戶的權(quán)限
read 授予用戶讀取指定數(shù)據(jù)庫的權(quán)限
readWrite 授予用戶讀寫指定數(shù)據(jù)庫的權(quán)限
dbAdmin 授予用戶用戶在指定數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行管理函數(shù)，如：索引創(chuàng)建、刪除，查看統(tǒng)計(jì)或訪問系統(tǒng)日志的權(quán)限
userAdmin 授予用戶在指定數(shù)據(jù)庫里創(chuàng)建、刪除和管理用戶的權(quán)限
clusterAdmin 只在【admin】數(shù)據(jù)庫中可用，授予用戶所有分片和副本集相關(guān)函數(shù)的管理權(quán)限
readAnyDatabase 只在【admin】數(shù)據(jù)庫中可用，授予用戶所有數(shù)據(jù)庫的讀權(quán)限
readWriteAnyDatabase 只在【admin】數(shù)據(jù)庫中可用，授予用戶所有數(shù)據(jù)庫的讀寫權(quán)限
userAdminAnyDatabase 只在【admin】數(shù)據(jù)庫中可用，授予用戶所有數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、刪除和管理用戶的權(quán)限的權(quán)限
dbAdminAnyDatabase 只在【admin】數(shù)據(jù)庫中可用，授予用戶在所有數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行管理函數(shù)，如：索引創(chuàng)建、刪除，查看統(tǒng)計(jì)或訪問系統(tǒng)日志的權(quán)限

3、MongoDB 的集群概念

1、節(jié)點(diǎn)（node）和 集群（cluster）：節(jié)點(diǎn)是單個(gè) MongoDB 服務(wù)，一般部署在單獨(dú)的服務(wù)器上。集群由數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（主節(jié)點(diǎn)+備節(jié)點(diǎn)）和仲裁節(jié)點(diǎn)組成，數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)或是合并承擔(dān)配置服務(wù)器、路由服務(wù)器、分片服務(wù)器（存儲(chǔ)服務(wù)器）的角色；仲裁節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)主節(jié)點(diǎn)的故障轉(zhuǎn)移。

2、主節(jié)點(diǎn)（master）和備節(jié)點(diǎn)（slaver）：主節(jié)點(diǎn)提供所有增刪查改服務(wù)；備節(jié)點(diǎn)僅提供查詢服務(wù)（或者不提供服務(wù)），當(dāng)客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢時(shí)，請(qǐng)求通過負(fù)載均衡分發(fā)到備節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。

3、仲裁節(jié)點(diǎn)（arbiter）：仲裁者是集群中的一個(gè)副本集節(jié)點(diǎn)。它并不保存數(shù)據(jù)，主要負(fù)責(zé)當(dāng)主節(jié)點(diǎn)故障后，選擇并提示一個(gè)備節(jié)點(diǎn)成為新的主節(jié)點(diǎn)。仲裁節(jié)點(diǎn)必須部署在獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)上，對(duì)于硬件需求較低。

4、配置服務(wù)器（config）：配置服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)庫元信息（路由、分片）的配置資源。mongos 本身沒有物理存儲(chǔ)分片服務(wù)器和數(shù)據(jù)路由信息，只是緩存在內(nèi)存里，config server 則實(shí)際存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。mongos 第一次啟動(dòng)或者重啟就會(huì)從 config server 加載配置信息，以后如果 config server 的信息發(fā)生變化會(huì)通知到所有的 mongos 更新自己的狀態(tài)，這樣 mongos 就能繼續(xù)準(zhǔn)確路由。在生產(chǎn)環(huán)境通常部署多個(gè) config server 以放棄防止其中一個(gè) mongos 離線后配置數(shù)據(jù)丟失。

5、路由服務(wù)器（mongos）：路由服務(wù)器是數(shù)據(jù)庫集群請(qǐng)求的入口，所有的請(qǐng)求都通過 mongos 進(jìn)行協(xié)調(diào)，不需要在應(yīng)用程序添加一個(gè)路由選擇器，mongos 自己就是一個(gè)請(qǐng)求分發(fā)中心，它負(fù)責(zé)把對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的分片（shard）服務(wù)器上。在生產(chǎn)環(huán)境中通常部署多個(gè) mongos 以防止其中一個(gè) mongos 離線后數(shù)據(jù)庫無法訪問。

6、分片服務(wù)器（shard）：分片服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它將數(shù)據(jù)庫拆分后在不同的服務(wù)器上存儲(chǔ)。將數(shù)據(jù)分散到不同的服務(wù)器上，不需要功能強(qiáng)大的服務(wù)器就可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)和處理更大的負(fù)載。核心思想就是將集合切成小塊，這些塊分散到若干片里，每個(gè)片只負(fù)責(zé)總數(shù)據(jù)的一部分，最后通過一個(gè)均衡器來對(duì)各個(gè)分片進(jìn)行均衡（數(shù)據(jù)遷移）。

7、副本集（replica set）：副本集是 shard 的備份，防止 shard 故障后引起數(shù)據(jù)丟失。replica set 提供了數(shù)據(jù)的冗余備份，并在多個(gè)服務(wù)器上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)副本，提高了數(shù)據(jù)的可用性， 并可以保證數(shù)據(jù)的安全性。

4、MongoDB 與 RDBMS 的主要區(qū)別

  • RDBMS 主要使用 T-SQL 操縱數(shù)據(jù)庫；MongoDB 使用 API 操縱數(shù)據(jù)庫。
  • RDBMS 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有一致性，同一個(gè)表中的數(shù)據(jù)記錄必須有相同的字段；MongoDB 使用彈性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同一個(gè)集合中的 JSON 文檔可以由不同的鍵組成。
  • RDBMS 具有完整的 ACID 事務(wù)（原子性、一致性、隔離性和持久性）能力；MongoDB 只有簡化的 ACID 事務(wù)能力（僅支持 CRUD 和 信息查詢命令），早期版本僅支持單文檔事務(wù)，v4.0 版本后支持多文檔事務(wù)，v4.2 版本后能夠支持跨分片的事務(wù)。
  • RDBMS 具有強(qiáng)大的 Join 聯(lián)表查詢功能；MongoDB 通過文檔嵌套實(shí)現(xiàn)聯(lián)表查詢，多級(jí)嵌套查詢的支撐能力不夠好。
  • MongoDB 自帶分布式數(shù)據(jù)庫功能，數(shù)據(jù)可以分散在多個(gè)節(jié)點(diǎn)的分片中存儲(chǔ)； RDBMS 不支持。
  • MongoDB 自帶數(shù)據(jù)冗余存儲(chǔ)功能，統(tǒng)一份數(shù)據(jù)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)中冗余存儲(chǔ)；RDBMS 自帶主從數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)。
  • MongoDB 自帶集群功能，配置簡單，開箱即用；RDBMS 需要通過集成中間件搭建集群，配置復(fù)雜。
  • MongoDB 的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 RDBMS，水平擴(kuò)展能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 RDBMS。
  • MongoDB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間占用較多，本身沒有垃圾文件清理機(jī)制，需要外部干涉。

5、MongoDB 的應(yīng)用場(chǎng)景

相較于 RDBMS 來看，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)具備以下需求時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮使用 MongoDB 進(jìn)行替代：

1）性能面：

  • 應(yīng)用對(duì)于 QPS（查詢率/秒） 和 TPS（事務(wù)數(shù)/秒）的高并發(fā)指標(biāo)具有較高的需求。
  • 應(yīng)用對(duì)于避免宕機(jī)，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間的可靠性指標(biāo)具有較高的需求。
  • 應(yīng)用對(duì)于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)備份與在線恢復(fù)具有較高的需求。

2）業(yè)務(wù)面：

  • 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要 TB 到 PB 級(jí)的存儲(chǔ)需求。
  • 業(yè)務(wù)規(guī)模發(fā)展迅速，應(yīng)用需要快速水平擴(kuò)展的需求。

3）技術(shù)面：

  • 新建應(yīng)用，不需要考慮 RDBMS 到 MongoDB 的改造工作。
  • 需求不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)模型頻繁變更的迭代型開發(fā)。
  • 數(shù)據(jù)庫事務(wù)和 Join 聯(lián)表查詢的需求較弱（或是通過設(shè)計(jì)降低需求）。

總體來看，MongoDB 比 RDBMS 更適用于微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用開發(fā)。

2.MongoDB 單點(diǎn)安裝和配置

1、打開 MongoDB 官方網(wǎng)站下載頁面【https://www.mongodb.com/try/download/community】，選擇 MongoDB 社區(qū)版的發(fā)布版本、適配操作系統(tǒng)和組件包（包括 server、mongos、shell 的編譯程序 rpm 包）下載到用戶主目錄中。

下載頁面

2、安裝 MongoDB 。

[centos@host ~]$ sudo dnf install mongodb-org-server-4.4.1-1.el8.x86_64.rpm
[centos@host ~]$ sudo dnf install mongodb-org-mongos-4.4.1-1.el8.x86_64.rpm
[centos@host ~]$ sudo dnf install mongodb-org-shell-4.4.1-1.el8.x86_64.rpm

程序安裝目錄是"/usr/bin";
服務(wù)端程序文件是"/usr/bin/mongod";
客戶端程序文件是"/usr/bin/mongo"。
服務(wù)端配置文件是"/etc/mongod.conf";
服務(wù)端默認(rèn)數(shù)據(jù)目錄是"/var/lib/mongo";
服務(wù)端默認(rèn)日志目錄是"/var/log/mongodb";
服務(wù)端默認(rèn)運(yùn)行目錄是"/var/run/mongodb";
服務(wù)端運(yùn)行用戶和組是"mongod :mongod "，"mongod "用戶和組安裝時(shí)默認(rèn)創(chuàng)建。

3、創(chuàng)建 MongoDB 的數(shù)據(jù)目錄、日志目錄、運(yùn)行目錄，并設(shè)置目錄的擁有者為 MongoDB 管理用戶和組。

[centos@host ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb/data
[centos@host ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb/logs
[centos@host ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb

4、在SELinux模式運(yùn)行時(shí)，設(shè)置自定義目錄的安全標(biāo)記和安全策略。

[centos@host ~]$ sudo semanage fcontext -a -t default_t "/data(/.*)?"
[centos@host ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb/data(/.*)?"
[centos@host ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_log_t "/data/mongodb/logs(/.*)?"
[centos@host ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_run_t "/data/mongodb/run(/.*)?"
[centos@host ~]$ sudo restorecon -Rv /data

5、設(shè)置 MongoDB 配置文件參數(shù)。

使用文本編輯器打開配置文件：

[centos@host ~]$ sudo gedit /etc/mongod.conf

在文件中驗(yàn)證或修改以下內(nèi)容并保存：

# 日志配置
systemLog:
  # 日志輸出目的地，可以指定為 “file” 或者“syslog”，表述輸出到日志文件，如果不指定，則會(huì)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出中（standard output）
  destination: file
  # 如果為 true，當(dāng) mongod/mongos 重啟后，將在現(xiàn)有日志的尾部繼續(xù)添加日志。否則，將會(huì)備份當(dāng)前日志文件，然后創(chuàng)建一個(gè)新的日志文件；默認(rèn)為 false。
  logAppend: true
  # 日志文件位置。
  path: /data/mongodb/logs/mongod.log
# 數(shù)據(jù)配置
storage:
  # 日志存儲(chǔ)目錄。
  dbPath: /data/mongodb/data
  # 數(shù)據(jù)恢復(fù)
  journal:
    # 是否開啟 journal 日志持久存儲(chǔ)
    enabled: true
  # 是否將不同 DB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的目錄中，默認(rèn)值為 false。
  directoryPerDB: true
  # 存儲(chǔ)引擎類型，mongodb 3.0 之后支持 “mmapv1”、“wiredTiger” 兩種引擎，默認(rèn)值為“mmapv1”；官方宣稱 wiredTiger 引擎更加優(yōu)秀。
  # engine: wiredTiger

# 進(jìn)程管理
processManagement:
  # 是否在后臺(tái)進(jìn)程運(yùn)行。在 docker 中運(yùn)行應(yīng)設(shè)置為 false。
  fork: true
  # PID 文件位置。
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid
  # 時(shí)間區(qū)域信息目錄。
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
# 網(wǎng)絡(luò)接口管理
net:
  # 監(jiān)聽端口號(hào)。
  port: 27017
  # 綁定 IP 地址?！?.0.0.0】 表示綁定全部 IPv4 地址，【::】 表示綁定全部 IPv6 地址。多個(gè)地址使用 【,】 分割。
  bindIp: 0.0.0.0
# 安全管理
security:
  # disabled 或者 enabled，僅對(duì) mongod 有效；表示是否開啟用戶訪問控制（Access Control），即客戶端可以通過用戶名和密碼認(rèn)證的方式訪問系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，默認(rèn)為 “disabled”，即客戶端不需要密碼即可訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。（限定客戶端與 mongod、mongos 的認(rèn)證）
  authorization: enabled

6、配置 MongoDB 服務(wù)開機(jī)自啟動(dòng)。

使用文本編輯器打開"/lib/systemd/system/mongod.service"文件：

[centos@host ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Database Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod.conf"
ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
# 在 docker 中運(yùn)行應(yīng)注釋 "Type=forking"。
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target

7、啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫實(shí)例服務(wù)，并設(shè)置為開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。

[centos@host ~]$ sudo systemctl daemon-reload
[centos@host ~]$ sudo systemctl start mongod.service
[centos@host ~]$ sudo systemctl enable mongod.service

8、開啟遠(yuǎn)程訪問策略。

1）在SELinux模式運(yùn)行時(shí)，開啟遠(yuǎn)程訪問安全策略。

[centos@host ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27017

2）設(shè)置防火墻端口（CentOS8默認(rèn)安裝firewall防火墻），允許"27017"端口（MongoDB 默認(rèn)端口）訪問服務(wù)器。

[centos@host ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27017/tcp --permanent
[centos@host ~]$ sudo firewall-cmd --reload

9、初始化管理員賬戶。

[centos@host ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

mongos> db.createUser({
user:'admin',
pwd:'password',
roles:[
{role:'clusterAdmin',db:'admin'},
{role:'userAdminAnyDatabase',db:'admin'},
{role:'dbAdminAnyDatabase',db:'admin'},
{role:'readWriteAnyDatabase',db:'admin'}
]})
# 響應(yīng)信息
Successfully added user: {
    "user" : "admin",
    "roles" : [
        {
            "role" : "clusterAdmin",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "dbAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "readWriteAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}

10、數(shù)據(jù)庫運(yùn)維管理。

1）啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫（任選一種方式）

[centos@host ~]$ sudo systemctl start mongod.service

或者

[centos@host ~]$ sudo -u mongod /usr/bin/mongod -f /etc/mongod.conf

或者

[centos@host ~]$ sudo -u mongod /usr/bin/mongod -dbpath /data/mongodb/data -port 27017 -fork -logpath /data/mongodb/logs/mongod.log -directoryperdb

2）停止數(shù)據(jù)庫（需通過用戶認(rèn)證）

[centos@host ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017 -u admin -p password

> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

> db.shutdownServer()
# 響應(yīng)信息
server should be down...

3）查看數(shù)據(jù)庫狀態(tài)（查看狀態(tài)）

[centos@host ~]$ sudo systemctl status mongod.service

或者（查看進(jìn)程）

[centos@host ~]$ sudo ps -ef | grep mongod

或者（查看端口）

[centos@host ~]$ sudo netstat -ntap | grep mongod

4）啟用開機(jī)自啟動(dòng)

[centos@host ~]$ sudo systemctl enable mongod.service

5）禁用開機(jī)自啟動(dòng)

[centos@host ~]$ sudo systemctl disable mongod.service

6）登錄客戶端

[centos@host ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017 -u admin -p password

>

或者

[centos@host ~]$  /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017 -u admin
Enter password:

>

或者

[centos@host ~]$  /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

mongos> db.auth("admin","password")
# 響應(yīng)信息
1

7）備份數(shù)據(jù)庫

[centos@host ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017 -u admin -p password

> mongodump -h 127.0.0.1:27017  -d dbname -o /data/mongodb/backup

-h：MongDB所在服務(wù)器地址，例如：127.0.0.1 或 127.0.0.1:27017 。
-d：需要備份的數(shù)據(jù)庫實(shí)例
-o：備份的數(shù)據(jù)存放目錄。

8）恢復(fù)數(shù)據(jù)庫

[centos@host ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017 -u admin -p password

> mongorestore -h 127.0.0.1:27017 -d dbname /data/mongodb/backup/dbname

-h：MongDB所在服務(wù)器地址，例如：127.0.0.1 或 127.0.0.1:27017 。
-d：需要備份的數(shù)據(jù)庫實(shí)例。
--drop：恢復(fù)的時(shí)候，先刪除當(dāng)前數(shù)據(jù)，然后恢復(fù)備份的數(shù)據(jù)。
--dir：指定備份的目錄。
<path>：設(shè)置備份數(shù)據(jù)所在位置，不能與 "--dir" 參數(shù)同時(shí)使用。

9）查看幫助信息

[centos@host ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

>help

注意：在多個(gè)實(shí)例并行的情況下，每個(gè)實(shí)例獨(dú)立工作目錄、獨(dú)立配置文件、獨(dú)立PID文件、獨(dú)立端口、獨(dú)立啟動(dòng)服務(wù)。

3.MongoDB 副本集集群部署

3.1.集群部署拓?fù)鋱D

集群部署拓?fù)鋱D

網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃：

1、副本集節(jié)點(diǎn)（ReplSet Node）

節(jié)點(diǎn)名 主機(jī)名 IP:PORT 程序 操作系統(tǒng)
副本集主節(jié)點(diǎn) Master 192.168.216.128:27017 MongoDB CentOS8
副本集備節(jié)點(diǎn)≥1 Slaver-1 192.168.216.129:27017 MongoDB CentOS8
副本集仲裁節(jié)點(diǎn) Arbiter 192.168.216.130:27017 MongoDB CentOS8

2、客戶端：同一網(wǎng)段計(jì)算機(jī)，部署 Robo 3T 或應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)用程序模塊。

3.2.集群部署

以"副本集主節(jié)點(diǎn)"為例：

1、參照章節(jié) "2.MongoDB 單點(diǎn)安裝和配置" 之第1-2 步安裝各個(gè)節(jié)點(diǎn) MongoDB 數(shù)據(jù)庫。

2、創(chuàng)建集群工作目錄。在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，需設(shè)置 SELinux 安全策略。

[centos@Master ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb-cluster
[centos@Master ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb-cluster
[centos@Master ~]$ sudo semanage fcontext -a -t default_t "/data(/.*)?"
[centos@Master ~]$ sudo restorecon -Rv /data

3、創(chuàng)建集群安全認(rèn)證文件。在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，需設(shè)置 SELinux 安全策略。

[centos@Master ~]$ sudo -u mongod touch /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@Master ~]$ sudo chmod 666 /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@Master ~]$ sudo -u mongod echo "password"|base64 > /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@Master ~]$ sudo chmod 600 /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@Master ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb-cluster/keyfile.key"
[centos@Master ~]$ sudo restorecon -Rv /data/mongodb-cluster/keyfile.key

注意：其他集群節(jié)點(diǎn)上全部需要按照以上步驟配置，同一集群中全部節(jié)點(diǎn)的 "password" 必須一致。

4、設(shè)置 SELinux 安全策略。

使用文本編輯器在創(chuàng)建 "mongodb-extra.te" 策略源文件，例如：

[centos@Master ~]$ sudo gedit /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.te

編寫以下內(nèi)容并保存：

module mongodb-extra 1.0;

require {
    type mongod_t;
    type cgroup_t;
    class file { getattr open read };
}

#============= mongod_t ==============

#!!!! This avc is allowed in the current policy
allow mongod_t cgroup_t:file { getattr open read };

編譯并安裝策略文件：

[centos@Master ~]$ sudo checkmodule -M -m -o /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.mod /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.te
[centos@Master ~]$ sudo semodule_package -o /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.pp -m /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.mod
[centos@Master ~]$ sudo semodule -X 300 -i /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.pp

5、創(chuàng)建 MongoDB 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)目錄、日志目錄、運(yùn)行目錄，并設(shè)置目錄的擁有者為 MongoDB 管理用戶和組。

[centos@Master ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb-cluster/{data,logs,run}
[centos@Master ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb-cluster

6、設(shè)置 MongoDB 節(jié)點(diǎn)的配置文件參數(shù)。

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Master ~]$ sudo gedit /etc/mongod.conf

在文件中編寫以下內(nèi)容并保存：

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /data/mongodb-cluster/logs/mongod.log
storage:
  dbPath: /data/mongodb-cluster/data
  journal:
    enabled: true
  directoryPerDB: true
net:
  port: 27017
  # 各節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置為：192.168.216.128（129,130）或者統(tǒng)一設(shè)置為 0.0.0.0，127.0.0.1
  bindIp: 0.0.0.0
processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /data/mongodb-cluster/run/mongod.pid
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:
  authorization: enabled
  keyFile: /data/mongodb-cluster/keyfile.key
replication:
  replSetName: replset

7、在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，設(shè)置自定義目錄的安全標(biāo)記和安全策略。

[centos@Master ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb-cluster/data(/.*)?"
[centos@Master ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_log_t "/data/mongodb-cluster/logs(/.*)?"
[centos@Master ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_run_t "/data/mongodb-cluster/run(/.*)?"
[centos@Master ~]$ sudo restorecon -Rv /data/mongodb-cluster

[centos@Master ~]$ sudo semanage fcontext -a -t etc_t "/etc/mongod.conf"
[centos@Master ~]$ sudo restorecon -Rv /etc/mongod.conf

8、配置 MongoDB 節(jié)點(diǎn)的服務(wù)開機(jī)自啟動(dòng)。

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Master ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Cluster Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod.conf -replSet replset"
ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target

9、開啟 MongoDB 遠(yuǎn)程訪問策略。

1）在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，開啟遠(yuǎn)程訪問安全策略。

[centos@Master ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27017

2）設(shè)置防火墻端口（CentOS8默認(rèn)安裝firewall防火墻），允許"27017"端口訪問服務(wù)器。

[centos@Master ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27017/tcp --permanent
[centos@Master ~]$ sudo firewall-cmd --reload

10、啟動(dòng) MongoDB 節(jié)點(diǎn)的實(shí)例服務(wù)，并設(shè)置為開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。

[centos@Master ~]$ sudo systemctl daemon-reload
[centos@Master ~]$ sudo systemctl start mongod.service
[centos@Master ~]$ sudo systemctl enable mongod.service

注意：其他"副本集服務(wù)器"節(jié)點(diǎn)上全部需要按照以上步驟配置。

11、所有節(jié)點(diǎn)部署完成后，在主節(jié)點(diǎn)（本例為：192.168.216.128【Master 】）的客戶端本地登錄到服務(wù)器實(shí)例，初始化集群。

1）初始化集群節(jié)點(diǎn)，并指定主節(jié)點(diǎn)。

[centos@Master ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

> rs.initiate( { _id : "replset", members: [
{ _id: 0, host: "192.168.216.128:27017", priority:2 },
{ _id: 1, host: "192.168.216.129:27017", priority:1 },
{ _id: 2, host: "192.168.216.130:27017", arbiterOnly:true } ]})
# 響應(yīng)信息
{ "ok" : 1 }

> db.isMaster()
# 響應(yīng)信息
{
    "hosts" : [
        "192.168.216.128:27017",
        "192.168.216.129:27017"
    ],
    "arbiters" : [
        "192.168.216.130:27017"
    ],
    "setName" : "replset",
    "setVersion" : 1,
    "ismaster" : true,
    "secondary" : false,
    "primary" : "192.168.216.128:27017",
    "me" : "192.168.216.128:27017",
    "readOnly" : false,
    "ok" : 1,
    ......
}

2）查看并驗(yàn)證集群狀態(tài)。

[centos@Master ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

replset:PRIMARY> rs.status()
# 響應(yīng)信息
{
    "set" : "replset",
    ......
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.216.128:27017",
            "stateStr" : "PRIMARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.216.129:27017",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.216.130:27017",
            "stateStr" : "ARBITER",
            ......
        }
    ],
    "ok" : 1,
    ......
}

12、所有節(jié)點(diǎn)部署完成后，在主節(jié)點(diǎn)（本例為：192.168.216.128【Master 】）的客戶端本地登錄到服務(wù)器實(shí)例，初始化管理員賬戶。

[centos@Master ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

mongos> db.createUser({
user:'admin',
pwd:'password',
roles:[
{role:'clusterAdmin',db:'admin'},
{role:'userAdminAnyDatabase',db:'admin'},
{role:'dbAdminAnyDatabase',db:'admin'},
{role:'readWriteAnyDatabase',db:'admin'}
]})
# 響應(yīng)信息
Successfully added user: {
    "user" : "admin",
    "roles" : [
        {
            "role" : "clusterAdmin",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "dbAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "readWriteAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}

4.MongoDB 副本集+分片集群部署

4.1.集群部署拓?fù)鋱D

Mongod 集群部署拓?fù)鋱D

網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃：

1、配置副本集節(jié)點(diǎn)（Config ReplSet Node）

節(jié)點(diǎn)名 主機(jī)名 IP:PORT 程序 操作系統(tǒng)
Config 副本集主節(jié)點(diǎn)-1 Config-1 192.168.216.1:27019 MongoDB CentOS8
Config 副本集備節(jié)點(diǎn)-2 Config-2 192.168.216.2:27019 MongoDB CentOS8
Config 副本集備節(jié)點(diǎn)≥3 Config-3 192.168.216.3:27019 MongoDB CentOS8

2、數(shù)據(jù)副本集節(jié)點(diǎn)（Data ReplSet Node）

每個(gè)數(shù)據(jù)副本集中包含 3 個(gè)分片，每個(gè)分片是同一節(jié)點(diǎn)上的一個(gè) MongoDB 實(shí)例。

節(jié)點(diǎn)名 主機(jī)名 IP:PORT 程序 操作系統(tǒng)
Shard 副本集主節(jié)點(diǎn) Repl-1 192.168.216.101:(27018 / 27028 / 27038) MongoDB CentOS8
Shard 副本集備節(jié)點(diǎn)-1 Repl-2 192.168.216.102:(27018 / 27028 / 27038) MongoDB CentOS8
Shard 副本集備節(jié)點(diǎn)≥2 Repl-3 192.168.216.103:(27018 / 27028 / 27038) MongoDB CentOS8

3、路由服務(wù)器節(jié)點(diǎn)（Router Server Node）

節(jié)點(diǎn)名 主機(jī)名 IP:PORT 程序 操作系統(tǒng)
Router 集群節(jié)點(diǎn)-1 Router-1 192.168.216.128:27017 MongoDB CentOS8
Router 集群節(jié)點(diǎn)-2 Router-2 192.168.216.129:27017 MongoDB CentOS8
Router 集群節(jié)點(diǎn)≥3 Router-3 192.168.216.130:27017 MongoDB CentOS8

4、客戶端：同一網(wǎng)段計(jì)算機(jī)，部署 Robo 3T 或應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)用程序模塊。

注意：配置服務(wù)器、路由服務(wù)器、分片服務(wù)器可以合并部署到同一節(jié)點(diǎn)上，通過啟動(dòng)不同的 MongoDB 實(shí)例實(shí)現(xiàn)。（在合并部署時(shí)，單個(gè)服務(wù)器有可能會(huì)安裝 5（3 × Shard，1 × Router，1 × Config） 個(gè) MongoDB 實(shí)例）。

4.2.集群部署

4.2.1.通用前置配置

1、集群中全部節(jié)點(diǎn)參照章節(jié) "2.MongoDB 單點(diǎn)安裝和配置" 之第1-2 步安裝各個(gè)節(jié)點(diǎn) MongoDB 數(shù)據(jù)庫。

2、每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建集群工作目錄。在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，需設(shè)置 SELinux 安全策略。

[centos@host ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb-cluster
[centos@host ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb-cluster
[centos@host ~]$ sudo semanage fcontext -a -t default_t "/data(/.*)?"
[centos@host ~]$ sudo restorecon -Rv /data

3、每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建集群安全認(rèn)證文件。在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，需設(shè)置 SELinux 安全策略。

[centos@host ~]$ sudo -u mongod touch /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@host ~]$ sudo chmod 666 /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@host ~]$ sudo -u mongod echo "password"|base64 > /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@host ~]$ sudo chmod 600 /data/mongodb-cluster/keyfile.key
[centos@host ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb-cluster/keyfile.key"
[centos@host ~]$ sudo restorecon -Rv /data/mongodb-cluster/keyfile.key

注意：其他集群節(jié)點(diǎn)上全部需要按照以上步驟配置，同一集群中全部節(jié)點(diǎn)的 "password" 必須一致。

4、每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置 SELinux 安全策略。

使用文本編輯器在創(chuàng)建 "mongodb-extra.te" 策略源文件，例如：

[centos@host ~]$ sudo gedit /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.te

編寫以下內(nèi)容并保存：

module mongodb-extra 1.0;

require {
    type mongod_t;
    type cgroup_t;
    class file { getattr open read };
}

#============= mongod_t ==============

#!!!! This avc is allowed in the current policy
allow mongod_t cgroup_t:file { getattr open read };

編譯并安裝策略文件：

[centos@host ~]$ sudo checkmodule -M -m -o /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.mod /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.te
[centos@host ~]$ sudo semodule_package -o /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.pp -m /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.mod
[centos@host ~]$ sudo semodule -X 300 -i /data/mongodb-cluster/mongodb-extra.pp

4.2.2.部署配置服務(wù)器

1、創(chuàng)建 MongoDB Config Server 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)目錄、日志目錄、運(yùn)行目錄，并設(shè)置目錄的擁有者為 MongoDB 管理用戶和組。

[centos@Config-1 ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb-cluster/config/{data,logs,run}
[centos@Config-1 ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb-cluster/config

2、設(shè)置 MongoDB Config Server 節(jié)點(diǎn)的配置文件參數(shù)。

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Config-1 ~]$ sudo gedit /etc/mongod-config.conf

在文件中編寫以下內(nèi)容并保存：

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /data/mongodb-cluster/config/logs/mongod.log
storage:
  dbPath: /data/mongodb-cluster/config/data
  journal:
    enabled: true
  directoryPerDB: true
net:
  port: 27019
  bindIp: 0.0.0.0 # 192.168.216.1（2,3）,127.0.0.1
processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /data/mongodb-cluster/config/run/mongod.pid
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:
  authorization: enabled
  keyFile: /data/mongodb-cluster/keyfile.key
replication:
  replSetName: repl_config
sharding:
  clusterRole: configsvr

3、在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，設(shè)置自定義目錄的安全標(biāo)記和安全策略。

[centos@Config-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb-cluster/config/data(/.*)?"
[centos@Config-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_log_t "/data/mongodb-cluster/config/logs(/.*)?"
[centos@Config-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_run_t "/data/mongodb-cluster/config/run(/.*)?"
[centos@Config-1 ~]$ sudo restorecon -Rv /data/mongodb-cluster/config

[centos@Config-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t etc_t "/etc/mongod-config.conf"
[centos@Config-1 ~]$ sudo restorecon -Rv /etc/mongod-config.conf

4、配置 MongoDB Config Server 節(jié)點(diǎn)的服務(wù)開機(jī)自啟動(dòng)。

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Config-1 ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod-config.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Cluster Config Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod-config.conf"
ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target

5、開啟 MongoDB Config Server 遠(yuǎn)程訪問策略。

1）在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，開啟遠(yuǎn)程訪問安全策略。

[centos@Config-1 ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27019

2）設(shè)置防火墻端口（CentOS8默認(rèn)安裝firewall防火墻），允許"27019"端口訪問服務(wù)器。

[centos@Config-1 ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27019/tcp --permanent
[centos@Config-1 ~]$ sudo firewall-cmd --reload

6、啟動(dòng) MongoDB Config Server 節(jié)點(diǎn)的實(shí)例服務(wù)，并設(shè)置為開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。

[centos@Config-1 ~]$ sudo systemctl daemon-reload
[centos@Config-1 ~]$ sudo systemctl start mongod-config.service
[centos@Config-1 ~]$ sudo systemctl enable mongod-config.service

注意：其他"配置副本集服務(wù)器"節(jié)點(diǎn)上全部需要按照以上步驟配置。

7、所有配置服務(wù)器部署完成后，在主節(jié)點(diǎn)（本例為：192.168.216.1【Config-1】）的客戶端本地登錄到配置服務(wù)器實(shí)例，初始化集群。

1）初始化集群節(jié)點(diǎn)。

[centos@Config-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27019

> rs.initiate( { _id : "repl_config", members: [
{ _id: 0, host: "192.168.216.1:27019" },
{ _id: 1, host: "192.168.216.2:27019" },
{ _id: 2, host: "192.168.216.3:27019" } ]})
# 響應(yīng)信息
{
    "ok" : 1,
    ......
}

2）查看并驗(yàn)證集群狀態(tài)。

[centos@Config-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27019

repl_config:PRIMARY> rs.status()
# 響應(yīng)信息
{
    "set" : "repl_config",
    "configsvr" : true,
    ......
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.216.1:27019",
            "stateStr" : "PRIMARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.216.2:27019",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.216.3:27019",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        }
    ],
    "ok" : 1,
    ......
}

4.2.3.部署分片服務(wù)器

1、創(chuàng)建 MongoDB Shard Server 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)目錄、日志目錄、運(yùn)行目錄，并設(shè)置目錄的擁有者為 MongoDB 管理用戶和組。

[centos@Repl-1 ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb-cluster/shard/{data,logs,run}/{a,b,c}
[centos@Repl-1 ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb-cluster/shard

2、設(shè)置 MongoDB Shard Server 節(jié)點(diǎn)的配置文件參數(shù)。

  • 【Shard_A】

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Repl-1 ~]$ sudo gedit /etc/mongod-shard-a.conf

在文件中編寫以下內(nèi)容并保存：

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  # 分片實(shí)例日志文件。
  path: /data/mongodb-cluster/shard/logs/a/mongod.log
storage:
  # 分片實(shí)例數(shù)據(jù)目錄。
  dbPath: /data/mongodb-cluster/shard/data/a
  journal:
    enabled: true
  directoryPerDB: true
net:
  # 分片實(shí)例端口號(hào)，分別是：27018，27028，27038。
  port: 27018
  # 分片實(shí)例IP地址，分別是：192.168.216.101（102,103），127.0.0.1，0.0.0.0
  bindIp: 0.0.0.0
processManagement:
  fork: true
  # 分片實(shí)例運(yùn)行文件。
  pidFilePath: /data/mongodb-cluster/shard/run/a/mongod.pid
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:
  authorization: enabled
  keyFile: /data/mongodb-cluster/keyfile.key
replication:
  # 分片的副本集名稱，用于區(qū)分不同副本集節(jié)點(diǎn)上的同一組分片。
  replSetName: repl_shard_a
sharding:
  clusterRole: shardsvr
  • 【Shard_B】

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Repl-1 ~]$ sudo gedit /etc/mongod-shard-b.conf

在文件中編寫以下內(nèi)容并保存：

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  # 分片實(shí)例日志文件。
  path: /data/mongodb-cluster/shard/logs/b/mongod.log
storage:
  # 分片實(shí)例數(shù)據(jù)目錄。
  dbPath: /data/mongodb-cluster/shard/data/b
  journal:
    enabled: true
  directoryPerDB: true
net:
  # 分片實(shí)例端口號(hào)，分別是：27018，27028，27038。
  port: 27028
  # 分片實(shí)例IP地址，分別是：192.168.216.101（102,103），127.0.0.1，0.0.0.0
  bindIp: 0.0.0.0
processManagement:
  fork: true
  # 分片實(shí)例運(yùn)行文件。
  pidFilePath: /data/mongodb-cluster/shard/run/b/mongod.pid
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:
  authorization: enabled
  keyFile: /data/mongodb-cluster/keyfile.key
replication:
  # 分片的副本集名稱，用于區(qū)分不同副本集節(jié)點(diǎn)上的同一組分片。
  replSetName: repl_shard_b
sharding:
  clusterRole: shardsvr
  • 【Shard_C】

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Repl-1 ~]$ sudo gedit /etc/mongod-shard-c.conf

在文件中編寫以下內(nèi)容并保存：

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  # 分片實(shí)例日志文件。
  path: /data/mongodb-cluster/shard/logs/c/mongod.log
storage:
  # 分片實(shí)例數(shù)據(jù)目錄。
  dbPath: /data/mongodb-cluster/shard/data/c
  journal:
    enabled: true
  directoryPerDB: true
net:
  # 分片實(shí)例端口號(hào)，分別是：27018，27028，27038。
  port: 27038
  # 分片實(shí)例IP地址，分別是：192.168.216.101（102,103），127.0.0.1，0.0.0.0
  bindIp: 0.0.0.0
processManagement:
  fork: true
  # 分片實(shí)例運(yùn)行文件。
  pidFilePath: /data/mongodb-cluster/shard/run/c/mongod.pid
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:
  authorization: enabled
  keyFile: /data/mongodb-cluster/keyfile.key
replication:
  # 分片的副本集名稱，用于區(qū)分不同副本集節(jié)點(diǎn)上的同一組分片。
  replSetName: repl_shard_c
sharding:
  clusterRole: shardsvr

3、在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，設(shè)置自定義目錄的安全標(biāo)記和安全策略。

[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb-cluster/shard/data(/.*)?"
[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_log_t "/data/mongodb-cluster/shard/logs(/.*)?"
[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_run_t "/data/mongodb-cluster/shard/run(/.*)?"
[centos@Repl-1 ~]$ sudo restorecon -Rv /data/mongodb-cluster/shard

[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t etc_t "/etc/mongod-shard-a.conf"
[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t etc_t "/etc/mongod-shard-b.conf"
[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t etc_t "/etc/mongod-shard-c.conf"
[centos@Repl-1 ~]$ sudo restorecon -Rv /etc/{mongod-shard-a.conf,mongod-shard-b.conf,mongod-shard-c.conf}

4、配置 MongoDB Shard Server 節(jié)點(diǎn)的服務(wù)開機(jī)自啟動(dòng)。

  • 【Shard_A】

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Repl-1 ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod-shard-a.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Cluster Shard Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod-shard-a.conf"
ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 【Shard_B】

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Repl-1 ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod-shard-b.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Cluster Shard Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod-shard-b.conf"
ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 【Shard_C】

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Repl-1 ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod-shard-c.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Cluster Shard Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod-shard-c.conf"
ExecStart=/usr/bin/mongod $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target

5、開啟 MongoDB Shard Server 遠(yuǎn)程訪問策略。

1）在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，開啟遠(yuǎn)程訪問安全策略。

[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27018
[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27028
[centos@Repl-1 ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27038

2）設(shè)置防火墻端口（CentOS8默認(rèn)安裝firewall防火墻），允許"27018"、"27028"、"27038"端口訪問服務(wù)器。

[centos@Repl-1 ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27018/tcp --permanent
[centos@Repl-1 ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27028/tcp --permanent
[centos@Repl-1 ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27038/tcp --permanent
[centos@Repl-1 ~]$ sudo firewall-cmd --reload

6、啟動(dòng) MongoDB Shard Server 節(jié)點(diǎn)的實(shí)例服務(wù)，并設(shè)置為開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。

[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl daemon-reload
[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl start mongod-shard-a.service
[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl start mongod-shard-b.service
[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl start mongod-shard-c.service
[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl enable mongod-shard-a.service
[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl enable mongod-shard-b.service
[centos@Repl-1 ~]$ sudo systemctl enable mongod-shard-c.service

注意：其他"數(shù)據(jù)副本集服務(wù)器"節(jié)點(diǎn)上全部需要按照以上步驟配置。

7、所有副本集服務(wù)器部署完成后，在主節(jié)點(diǎn)（本例為：192.168.216.101【Shard-1】）的客戶端本地登錄到分片服務(wù)器實(shí)例，分別初始化各個(gè)分片的集群。

1）初始化集群節(jié)點(diǎn)。

  • 【Shard_A】
[centos@Repl-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27018

> rs.initiate( { _id : "repl_shard_a", members: [
{ _id: 0, host: "192.168.216.101:27018" },
{ _id: 1, host: "192.168.216.102:27018" },
{ _id: 2, host: "192.168.216.103:27018" } ]})
# 響應(yīng)信息
{ "ok" : 1 }
  • 【Shard_B】
[centos@Repl-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27028

> rs.initiate( { _id : "repl_shard_b", members: [
{ _id: 0, host: "192.168.216.101:27028" },
{ _id: 1, host: "192.168.216.102:27028" },
{ _id: 2, host: "192.168.216.103:27028" } ]})
# 響應(yīng)信息
{ "ok" : 1 }
  • 【Shard_C】
[centos@Repl-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27038

> rs.initiate( { _id : "repl_shard_c", members: [
{ _id: 0, host: "192.168.216.101:27038" },
{ _id: 1, host: "192.168.216.102:27038" },
{ _id: 2, host: "192.168.216.103:27038" } ]})
# 響應(yīng)信息
{ "ok" : 1 }

2）查看并驗(yàn)證集群狀態(tài)。

  • 【Shard_A】
[centos@Repl-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27018

repl_shard_a:PRIMARY> rs.status()
# 響應(yīng)信息
{
    "set" : "repl_shard_a",
    ......
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.216.101:27018",
            "stateStr" : "PRIMARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.216.102:27018",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.216.103:27018",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        }
    ],
    "ok" : 1,
    ......
}
  • 【Shard_B】
[centos@Repl-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27028

repl_shard_b:PRIMARY> rs.status()
# 響應(yīng)信息
{
    "set" : "repl_shard_b",
    ......
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.216.101:27028",
            "stateStr" : "PRIMARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.216.102:27028",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.216.103:27028",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        }
    ],
    "ok" : 1,
    ......
}
  • 【Shard_C】
[centos@Repl-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27038

repl_shard_c:PRIMARY> rs.status()
# 響應(yīng)信息
{
    "set" : "repl_shard_c",
    ......
    "members" : [
        {
            "_id" : 0,
            "name" : "192.168.216.101:27038",
            "stateStr" : "PRIMARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 1,
            "name" : "192.168.216.102:27038",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        },
        {
            "_id" : 2,
            "name" : "192.168.216.103:27038",
            "stateStr" : "SECONDARY",
            ......
        }
    ],
    "ok" : 1,
    ......
}

4.2.4.部署路由服務(wù)器

1、創(chuàng)建 MongoDB Router Server 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)目錄、日志目錄、運(yùn)行目錄，并設(shè)置目錄的擁有者為 MongoDB 管理用戶和組。

[centos@Router-1 ~]$ sudo mkdir -p /data/mongodb-cluster/router/{data,logs,run}
[centos@Router-1 ~]$ sudo chown -R mongod:mongod /data/mongodb-cluster/router

2、設(shè)置 MongoDB Router Server 節(jié)點(diǎn)的配置文件參數(shù)。

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Router-1 ~]$ sudo gedit /etc/mongod-router.conf

在文件中編寫以下內(nèi)容并保存：

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /data/mongodb-cluster/router/logs/mongod.log
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0  # 192.168.216.128（129,130）,127.0.0.1
processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /data/mongodb-cluster/router/run/mongod.pid
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
security:
  keyFile: /data/mongodb-cluster/keyfile.key
sharding:
  configDB: "repl_config/192.168.216.1:27019,192.168.216.2:27019,192.168.216.3:27019"

3、在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，設(shè)置自定義目錄的安全標(biāo)記和安全策略。

[centos@Router-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_lib_t "/data/mongodb-cluster/router/data(/.*)?"
[centos@Router-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_log_t "/data/mongodb-cluster/router/logs(/.*)?"
[centos@Router-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t mongod_var_run_t "/data/mongodb-cluster/router/run(/.*)?"
[centos@Router-1 ~]$ sudo restorecon -Rv /data/mongodb-cluster/router

[centos@Router-1 ~]$ sudo semanage fcontext -a -t etc_t "/etc/mongod-router.conf"
[centos@Router-1 ~]$ sudo restorecon -Rv /etc/mongod-router.conf

4、配置 MongoDB Router Server 節(jié)點(diǎn)的服務(wù)開機(jī)自啟動(dòng)。

使用文本編輯器創(chuàng)建配置文件：

[centos@Router-1 ~]$ sudo gedit /usr/lib/systemd/system/mongod-router.service

驗(yàn)證或修改文件內(nèi)容并保存：

[Unit]
Description=MongoDB Cluster Router Server
Documentation=https://docs.mongodb.org/manual
After=network.target

[Service]
User=mongod
Group=mongod
Environment="OPTIONS=-f /etc/mongod-router.conf"
ExecStart=/usr/bin/mongos $OPTIONS
PermissionsStartOnly=true
Type=forking
# file size
LimitFSIZE=infinity
# cpu time
LimitCPU=infinity
# virtual memory size
LimitAS=infinity
# open files
LimitNOFILE=64000
# processes/threads
LimitNPROC=64000
# locked memory
LimitMEMLOCK=infinity
# total threads (user+kernel)
TasksMax=infinity
TasksAccounting=false
# Recommended limits for for mongod as specified in
# http://docs.mongodb.org/manual/reference/ulimit/#recommended-settings

[Install]
WantedBy=multi-user.target

5、開啟 MongoDB Router Server 遠(yuǎn)程訪問策略。

1）在 SELinux 模式運(yùn)行時(shí)，開啟遠(yuǎn)程訪問安全策略。

[centos@Router-1 ~]$ sudo semanage port -a -t mongod_port_t -p tcp 27017

2）設(shè)置防火墻端口（CentOS8默認(rèn)安裝firewall防火墻），允許"27017"端口訪問服務(wù)器。

[centos@Router-1 ~]$ sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=27017/tcp --permanent
[centos@Router-1 ~]$ sudo firewall-cmd --reload

6、啟動(dòng) MongoDB Router Server 節(jié)點(diǎn)的實(shí)例服務(wù)，并設(shè)置為開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。

[centos@Router-1 ~]$ sudo systemctl daemon-reload
[centos@Router-1 ~]$ sudo systemctl start mongod-router.service
[centos@Router-1 ~]$ sudo systemctl enable mongod-router.service

注意：其他"路由服務(wù)器"節(jié)點(diǎn)上全部需要按照以上步驟配置。

4.3.創(chuàng)建分片和初始化管理員賬戶

選擇任何一個(gè)路由服務(wù)器節(jié)點(diǎn)（本例為：192.168.216.128【Router-1】）的客戶端本地登錄到路由服務(wù)器實(shí)例，創(chuàng)建分片和建立管理員賬戶。

1、創(chuàng)建分片。

[centos@Router-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

mongos> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

mongos> db.runCommand( { addshard :"repl_shard_a/192.168.216.128:27018,192.168.216.129:27018,192.168.216.130:27018",name:"shard_a"} )
# 響應(yīng)信息
{
    "shardAdded" : "shard_a",
    "ok" : 1,
    ......
}

mongos> db.runCommand( { addshard :"repl_shard_b/192.168.216.128:27028,192.168.216.129:27028,192.168.216.130:27028",name:"shard_b"} )
# 響應(yīng)信息
{
    "shardAdded" : "shard_b",
    "ok" : 1,
    ......
}

mongos> db.runCommand( { addshard :"repl_shard_c/192.168.216.128:27038,192.168.216.129:27038,192.168.216.130:27038",name:"shard_c"} )
# 響應(yīng)信息
{
    "shardAdded" : "shard_c",
    "ok" : 1,
    ......
}

注意：數(shù)據(jù)庫實(shí)例需要通過人工開啟分片功能，如果數(shù)據(jù)庫需要使用分片模式，在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫之后，執(zhí)行 "db.runCommand( { enablesharding : "db_name" } )" 命令，開啟名為【db_name】數(shù)據(jù)庫的分片模式。

2、初始化管理員賬戶。

[centos@Router-1 ~]$ /usr/bin/mongo -host 127.0.0.1 -port 27017

mongos> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

mongos> db.createUser({
user:'admin',
pwd:'password',
roles:[
{role:'clusterAdmin',db:'admin'},
{role:'userAdminAnyDatabase',db:'admin'},
{role:'dbAdminAnyDatabase',db:'admin'},
{role:'readWriteAnyDatabase',db:'admin'}
]})
# 響應(yīng)信息
Successfully added user: {
    "user" : "admin",
    "roles" : [
        {
            "role" : "clusterAdmin",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "dbAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        },
        {
            "role" : "readWriteAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}

3、用戶登錄。

[centos@Router-1 ~]$ /usr/bin/mongo -port 27017 -u admin -p password

mongos>

或者

[centos@Router ~]$  /usr/bin/mongo -port 27017 -u admin
Enter password:

mongos>

或者

[centos@Router ~]$  /usr/bin/mongo -port 27017

mongos> use admin
# 響應(yīng)信息
switched to db admin

mongos> db.auth("admin","password")
# 響應(yīng)信息
1

4、查看分片（需通過用戶認(rèn)證）。

[centos@Router-1 ~]$ /usr/bin/mongo -port 27017 -u admin -p password

mongos>sh.status()
# 響應(yīng)信息
sharding version: {
    "_id" : 1,
    "minCompatibleVersion" : 5,
    "currentVersion" : 6,
    "clusterId" : ObjectId("5ed1250ec57cda0044ac4387")
  }
  shards:
        {  "_id" : "shard_a",  "host" : "repl_shard_a/192.168.216.128:27018,192.168.216.129:27018,192.168.216.130:27018",  "state" : 1 }
        {  "_id" : "shard_b",  "host" : "repl_shard_b/192.168.216.128:27028,192.168.216.129:27028,192.168.216.130:27028",  "state" : 1 }
        {  "_id" : "shard_c",  "host" : "repl_shard_c/192.168.216.128:27038,192.168.216.129:27038,192.168.216.130:27038",  "state" : 1 }
  active mongoses:
        "4.2.7" : 3
  autosplit:
        Currently enabled: yes
  balancer:
        Currently enabled:  yes
        Currently running:  no
        Failed balancer rounds in last 5 attempts:  0
        Migration Results for the last 24 hours: 
                682 : Success
  databases:
        {  "_id" : "config",  "primary" : "config",  "partitioned" : true }
                config.system.sessions
                        shard key: { "_id" : 1 }
                        unique: false
                        balancing: true
                        chunks:
                                shard_a 342
                                shard_b 341
                                shard_c 341
                        too many chunks to print, use verbose if you want to force print

5.Robo 3T 客戶端

Robo 3T 是一個(gè)開源的（遵循 GPL 協(xié)議） MongoDB 可視化管理工具。官方下載地址：【https://www.robomongo.org/】。

數(shù)據(jù)庫連接步驟如下：

第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
數(shù)據(jù)庫管理界面

附錄一：MongoDB 配置文件詳解

位于程序配置目錄 "/etc" 下的 "mongod.conf" 是 MongoDB 的主配置文件。主配置文件的參數(shù)包括：

# 1.日志配置
systemLog:
  # 1.1.日志輸出目的地，可以指定為 “file” 或者“syslog”，表述輸出到日志文件，如果不指定，則會(huì)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出中（standard output）
  destination: file

  # 1.2.如果為 true，當(dāng) mongod/mongos 重啟后，將在現(xiàn)有日志的尾部繼續(xù)添加日志。否則，將會(huì)備份當(dāng)前日志文件，然后創(chuàng)建一個(gè)新的日志文件；默認(rèn)為 false。
  logAppend: true

  # 1.3.日志文件位置。
  path: /var/log/mongodb/mongod.log

  # 1.4.日志級(jí)別，0：默認(rèn)值，包含 “info” 信息；范圍1~5，即大于 0 的值均會(huì)包含 debug 信息。
  verbosity: 0

  # 1.5.日志 “回轉(zhuǎn)”，防止一個(gè)日志文件特別大，則使用 logRotate 指令將文件 “回轉(zhuǎn)”，可選值：
  # 1）rename：重命名日志文件，默認(rèn)值；
  # 2）reopen：使用 linux 日志 rotate 特性，關(guān)閉并重新打開此日志文件，可以避免日志丟失，但是 logAppend 必須為 true。
  logRotate: rename

# 2.數(shù)據(jù)配置
storage:
  # 2.1.日志存儲(chǔ)目錄。
  dbPath: /var/lib/mongo

  # 2.2.數(shù)據(jù)恢復(fù)
  journal:
    # 2.2.1是否開啟 journal 日志持久存儲(chǔ)
    enabled: true

  # 2.3.是否將不同 DB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的目錄中，默認(rèn)值為 false。
  directoryPerDB: false

  # 2.4.當(dāng)構(gòu)建索引時(shí) mongod 意外關(guān)閉，那么再次啟動(dòng)是否重新構(gòu)建索引；索引構(gòu)建失敗，mongod 重啟后將會(huì)刪除尚未完成的索引，但是否重建由此參數(shù)決定。默認(rèn)值為 true。
  indexBuildRetry: true

  # 2.5.存儲(chǔ)引擎類型，mongodb 3.0 之后支持 “mmapv1”、“wiredTiger” 兩種引擎，默認(rèn)值為“mmapv1”；官方宣稱 wiredTiger 引擎更加優(yōu)秀。
  engine: wiredTiger

  # 2.6.數(shù)據(jù)引擎（wiredTiger）
  wiredTiger:
    # 2.6.1.引擎配置
    engineConfig:
      # 2.6.1.1.緩存工作集數(shù)據(jù)的內(nèi)存大小，單位：GB。默認(rèn)情況下，cacheSizeGB 的值為假定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)只部署一個(gè) mongod 實(shí)例，此值的大小為物理內(nèi)存的一半；如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)部署了多個(gè) mongod 進(jìn)程，那么需要合理配置此值。
      cacheSizeGB: 8

      # 2.6.1.2.是否將索引和 collections 數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在 dbPath 單獨(dú)的目錄中。即 index 數(shù)據(jù)保存 “index” 子目錄，collections 數(shù)據(jù)保存在 “collection” 子目錄。默認(rèn)值為 false，僅對(duì) mongod 有效。
      directoryForIndexes: true

    # 2.6.2.數(shù)據(jù)集合配置
    collectionConfig:
      # 2.6.2.1.數(shù)據(jù)壓縮算法，可選值 “none”、“snappy”、“zlib”。
      blockCompressor: zlib

    # 2.6.3.數(shù)據(jù)索引配置
    indexConfig:
      # 2.6.3.1.是否對(duì)索引數(shù)據(jù)使用 “前綴壓縮”。前綴壓縮可以有效的減少索引數(shù)據(jù)的內(nèi)存使用量。默認(rèn)值為 true。
      prefixCompression: true

  # 2.7.數(shù)據(jù)引擎（mmapv1）
  mmapv1:
    # 2.7.1.配額配置
    quota:
      # 2.7.1.1.配額管理，是否限制每個(gè) DB 所能持有的最大文件數(shù)量，默認(rèn)值為 false。
      enforced:false

      # 2.7.1.2.如果 enforce 開啟，每個(gè) DB 所持有的存儲(chǔ)文件不會(huì)超過此閥值。
      maxFilesPerDB:8

    # 2.7.2.是否使用小文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；如果此值為 true，mongod 將會(huì)限定每個(gè)數(shù)據(jù)文件的大小為 512M（默認(rèn)最大為 2G），journal 降低到 128M（默認(rèn)為 1G）。如果 DB 的數(shù)據(jù)量較大，將會(huì)導(dǎo)致每個(gè) DB 創(chuàng)建大量的小文件，這對(duì)性能有一定的影響。在生產(chǎn)環(huán)境下不宜修改此值，在測(cè)試時(shí)可以設(shè)置以節(jié)約磁盤。
    smallFiles: false

    # 2.7.3.數(shù)據(jù)恢復(fù)日志
    journal:
      # 2.7.3.1.提交 journal 日志的時(shí)間間隔，即 fsync 的間隔。單位：毫秒
      commitIntervalMs: 100

      # 2.7.3.2.每個(gè) database 的 namespace 文件的大小，默認(rèn)為 16，單位：M；最大值可以設(shè)置為 2048，即 dbpath 下 “.ns” 后綴文件的大小。16M 基本上可以保存 24000 條命名條目，新建一個(gè) collection 或者 index 信息，即會(huì)增加一個(gè) namespace 條目；如果你的 database 下需要?jiǎng)?chuàng)建大量的 collection（比如數(shù)據(jù)分析），則可以適度調(diào)大此值。
      nsSize:16

# 3.進(jìn)程管理
processManagement:
  # 3.1.是否在后臺(tái)進(jìn)程運(yùn)行。
  fork: true

  # 3.2.PID 文件位置。
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid
  
  # 3.3.時(shí)間區(qū)域信息目錄。
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo

# 4.網(wǎng)絡(luò)接口管理
net:
  # 4.1.監(jiān)聽端口號(hào)。
  port: 27017

  # 4.2.綁定 IP 地址?！?.0.0.0】 表示綁定全部 IPv4 地址，【::】 表示綁定全部 IPv4 地址。多個(gè)地址使用 【,】 分割。
  bindIp: 0.0.0.0

  # 4.3.進(jìn)程允許的最大連接數(shù)，默認(rèn)值為 65536。
  maxIncomingConnections: 65536

  # 4.4.當(dāng)客戶端寫入數(shù)據(jù)時(shí) 檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性 (BSON)，默認(rèn)值為 true。
  wireObjectCheck: true

  # 4.5.是否支持 IPv6，默認(rèn)值為 false。
  ipv6: false

# 5.安全配置
security:
  # 5.1.disabled 或者 enabled，僅對(duì) mongod 有效；表示是否開啟用戶訪問控制（Access Control），即客戶端可以通過用戶名和密碼認(rèn)證的方式訪問系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，默認(rèn)為 “disabled”，即客戶端不需要密碼即可訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。（限定客戶端與 mongod、mongos 的認(rèn)證）
  authorization: enabled

  # 5.2.集群中 members 之間的認(rèn)證模式，可選值為 “keyFile”、“sendKeyFile”、“sendX509”、“x509”，對(duì) mongod/mongos 有效；默認(rèn)值為 “keyFile”，mongodb 官方推薦使用 x509，不過我個(gè)人覺得還是 keyFile 比較易于學(xué)習(xí)和使用。不過 3.0 版本中，mongodb 增加了對(duì) TLS/SSL 的支持，如果可以的話，建議使用 SSL 相關(guān)的配置來認(rèn)證集群的 member，此文將不再介紹。（限定集群中 members 之間的認(rèn)證）
  clusterAuthMode: keyFile

  # 5.3.當(dāng) clusterAuthMode 為 “keyFile” 時(shí)，此參數(shù)指定 keyfile 的位置，mongodb 需要有訪問此文件的權(quán)限。
  keyFile: /data/mongodb/keyfile 

  # 5.4.表示是否允許 mongod 上執(zhí)行 javascript 腳本，默認(rèn)為 true。如果為 false，可以提高安全性，但 mapreduce、group 命令等將無法使用，因?yàn)樗鼈冃枰?mongod 上執(zhí)行 javascript 腳本方法。
  javascriptEnabled: true 

# 5.服務(wù)器端參數(shù)
setParameter
  # 5.1.true 或者 false，默認(rèn)為 true，對(duì) mongod/mongos 有效；表示是否開啟 “l(fā)ocalhost exception”，對(duì)于 sharding cluster 而言，我們傾向于在 mongos 上開啟，在 shard 節(jié)點(diǎn)的 mongod 上關(guān)閉。
  enableLocalhostAuthBypass: true

  # 5.2.認(rèn)證機(jī)制，可選值為 “SCRAM-SHA-1”、“MONGODB-CR”、“PLAN” 等，建議為“SCRAM-SHA-1”，對(duì) mongod/mongos 有效；一旦選定了認(rèn)證機(jī)制，客戶端訪問 databases 時(shí)需要與其匹配才能有效。
  authenticationMechanisms: SCRAM-SHA-1

  # 5.3.默認(rèn)值為 200，對(duì) mongod/mongos 有效；表示當(dāng)前 mongos 或者 shard 與集群中其他 shards 鏈接的鏈接池的最大容量，此值我們通常不會(huì)調(diào)整。連接池的容量不會(huì)阻止創(chuàng)建新的鏈接，但是從連接池中獲取鏈接的個(gè)數(shù)不會(huì)超過此值。維護(hù)連接池需要一定的開支，保持一個(gè)鏈接也需要占用一定的系統(tǒng)資源。
  connPoolMaxShardedConnsPerHost: 200 

  # 5.4.默認(rèn)值為 200，對(duì) mongod/mongos 有效；同上，表示 mongos 或者 mongod 與其他 mongod 實(shí)例之間的連接池的容量，根據(jù) host 限定。
  connPoolMaxConnsPerHost: 200 

# 6.性能分析
operationProfiling:
  # 6.1.數(shù)據(jù)庫 profiler 判定一個(gè)操作是 “慢查詢” 的時(shí)間閥值，單位毫秒；mongod 將會(huì)把慢查詢記錄到日志中，即使 profiler 被關(guān)閉。當(dāng) profiler 開啟時(shí)，慢查詢記錄還會(huì)被寫入 “system.profile” 這個(gè)系統(tǒng)級(jí)的 collection 中。默認(rèn)值為 100，此值只對(duì) mongod 進(jìn)程有效。
  slowOpThresholdMs: 100

  # 6.2.數(shù)據(jù)庫 profiler 級(jí)別，操作的性能信息將會(huì)被寫入日志文件中，可選值：
  # 1）off：關(guān)閉 profiling
  # 2）slowOp：on，只包含慢操作日志
  # 3）3）all：on，記錄所有操作
  # 數(shù)據(jù)庫 profiling 會(huì)影響性能，建議只在性能調(diào)試階段開啟。此參數(shù)僅對(duì) mongod 有效。
  mode: off

# 7.主從復(fù)制
replication:
  # 7.1.操作日志的最大尺寸，單位：MB。mongod 進(jìn)程根據(jù)磁盤最大可用空間來創(chuàng)建 oplog，比如 64 位系統(tǒng)，oplog 為磁盤可用空間的 5%，一旦 mongod 創(chuàng)建了 oplog 文件，此后再次修改 oplogSizeMB 將不會(huì)生效。此值不要設(shè)置的太小， 應(yīng)該足以保存 24 小時(shí)的操作日志，以保證 secondary 有充足的維護(hù)時(shí)間；如果太小，secondary 將不能通過 oplog 來同步數(shù)據(jù)，只能全量同步。
  oplogSizeMB: 10240

  # 7.2.“復(fù)制集” 的名稱，復(fù)制集中的所有 mongd 實(shí)例都必須有相同的名字，sharding 分布式下，不同的 sharding 應(yīng)該使用不同的 replSetName
  replSetName: setname

  # 7.3.是否開啟 readConcern 的級(jí)別為 “majority”，默認(rèn)為 false；只有開啟此選項(xiàng)，才能在 read 操作中使用 “majority”。（3.2 + 版本）
  enableMajorityReadConcern: false

  # 7.4.只對(duì) mmapv1 存儲(chǔ)引擎有效。復(fù)制集中的 secondary，從 oplog 中運(yùn)用變更操作之前，將會(huì)先把索引加載到內(nèi)存中，默認(rèn)情況下，secondaries 首先將操作相關(guān)的索引加載到內(nèi)存，然后再根據(jù) oplog 應(yīng)用操作。可選值：
  # 1）none：secondaries 不將索引數(shù)據(jù)加載到內(nèi)容
  # 2）all：sencondaries 將此操作有關(guān)的索引數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存
  # 3）_id_only：只加載_id 索引
  # 默認(rèn)值為：all，此配置僅對(duì) mongod 有效。
  secondaryIndexPrefetch: all

  # 7.5.ping 時(shí)間，單位：毫秒，mongos 用來判定將客戶端 read 請(qǐng)求發(fā)給哪個(gè) secondary。僅對(duì) mongos 有效。默認(rèn)值為 15，和客戶端 driver 中的默認(rèn)值一樣。當(dāng) mongos 接收到客戶端 read 請(qǐng)求，它將：
  # 1）找出復(fù)制集中 ping 值最小的 member。
  # 2）將延遲值被此值允許的 members，構(gòu)建一個(gè)列表。
  # 3）從列表中隨機(jī)選擇一個(gè) member。
  # ping 值是動(dòng)態(tài)值，每 10 秒計(jì)算一次。mongos 將客戶端請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給延遲較?。ㄅc此值相比）的某個(gè) secondary 節(jié)點(diǎn)。
  localPingThresholdMs: 15

# 8.分片設(shè)置
sharding:
  # 8.1.在 sharding 集群中，此 mongod 實(shí)例的角色，可選值：
  # 1）configsvr：此實(shí)例為 config server（配置服務(wù)器），默認(rèn)偵聽 27019 端口。
  # 2）shardsvr：此實(shí)例為 shard server（分片服務(wù)器），默認(rèn)偵聽 27018 端口。
  # 3）此配置僅對(duì) mongod 有效。通常 config server 和 sharding server 需要使用各自的配置文件。
  clusterRole: shardsvr

  # 8.2.當(dāng) chunks 因?yàn)?“負(fù)載平衡” 而遷移到其他節(jié)點(diǎn)時(shí)，mongod 是否將這些 chunks 歸檔，并保存在 dbPath 下 “moveChunk” 目錄下，mongod 不會(huì)刪除 moveChunk 下的文件。默認(rèn)為 true。
  archiveMovedChunks: true

  # 8.3.是否開啟 sharded collections 的自動(dòng)分裂，僅對(duì) mongos 有效。如果所有的 mongos 都設(shè)定為 false，那么 collections 數(shù)據(jù)增長但不能分裂成新的 chunks。因?yàn)榧褐腥魏我粋€(gè) mongos 進(jìn)程都可以觸發(fā) split，所以此值需要在所有 mongos 行保持一致。僅對(duì) mongos 有效。
  autoSplit: true

  # 8.4.設(shè)定 config server 的地址列表，每個(gè) server 地址之間以 “,” 分割，通常 sharded 集群中指定 1 或者 3 個(gè) config server。（生產(chǎn)環(huán)境，通常是 3 個(gè) config server，但 1 個(gè)也是可以的）。所有的 mongos 實(shí)例必須配置一樣，否則可能帶來不必要的問題。
  configDB:cfgdb

  # 8.5.分片集群中每個(gè) chunk 的大小，單位：MB，默認(rèn)為 64，此值對(duì)于絕大多數(shù)應(yīng)用而言都是比較理想的。chunkSize 太大會(huì)導(dǎo)致分布不均，太小會(huì)導(dǎo)致分裂成大量的 chunk 而經(jīng)常移動(dòng). 整個(gè) sharding 集群中，此值需要保持一致，集群啟動(dòng)后修改此值將不再生效。
  chunkSize: 64

附錄二：Java 集成開發(fā)學(xué)習(xí)指南

官方接口文檔：https://docs.mongodb.com/drivers/java

推薦學(xué)習(xí)資料：

常見問題一：SELinux 引起的安全策略問題

SELinux 問題

當(dāng)使用 systemctl 啟動(dòng) MongoDB 實(shí)例時(shí)，如果提示類似上圖錯(cuò)誤，則可能是由SELinux 引起的安全策略問題。

解決方案一（最安全，首選方案）：

  • 方法一

在允許一次程序（無論成功或者失敗）后，SELinux 會(huì)生成 audit 日志，可以從日志中導(dǎo)出所有不符合策略，一次性生成策略源文件和對(duì)應(yīng)的編譯文件，直接安裝。操作如下：

[centos@host  ~]$ sudo ausearch -c 'mongod' --raw | sudo audit2allow -M mongodb-extra
[centos@host  ~]$ sudo semodule -X 300 -i mongodb-extra.pp

注意：這個(gè)過程需要反復(fù)若干次，因?yàn)榘踩呗詥栴}只能發(fā)現(xiàn)一條解決后，才能發(fā)現(xiàn)另一條。

  • 方法二

使用文本編輯器在創(chuàng)建 "mongodb-extra.te" 策略源文件，例如：

[centos@host  ~]$ sudo gedit mongodb-extra.te

編寫以下內(nèi)容并保存：

module mongodb-extra 1.0;

require {
    type mongod_t;
    type cgroup_t;
    class file { getattr open read };
}

#============= mongod_t ==============

#!!!! This avc is allowed in the current policy
allow mongod_t cgroup_t:file { getattr open read };

編譯并安裝策略文件：

[centos@host  ~]$ sudo checkmodule -M -m -o mongodb-extra.mod mongodb-extra.te
[centos@host  ~]$ sudo semodule_package -o mongodb-extra.pp -m mongodb-extra.mod
[centos@host  ~]$ sudo semodule -X 300 -i mongodb-extra.pp

注意：這個(gè)方法一般在所有策略都已發(fā)現(xiàn)的情況下比較適用。

解決方案二（最有效，兜底方案）：

第一步，臨時(shí)關(guān)閉 SELinux，重新運(yùn)行 systemctl 查看是否正常。

[centos@host ~]$ sudo setenforce 0

第二步，修改 SELinux 配置文件，永久關(guān)閉 SELinux。

使用文本編輯器打開"/etc/selinux/config"文件：

[centos@host ~]$ sudo gedit /etc/selinux/config

將 "SELINUX" 參數(shù)設(shè)置為："permissive" 或者 "disabled"，并保存：

#     enforcing - 表示啟用 SELinux 安全策略。
#     permissive - 表示啟用 SELinux 安全策略，但不強(qiáng)制驗(yàn)證。如果執(zhí)行第一步可以正常運(yùn)行，則建議設(shè)置此值。
#     disabled - 關(guān)閉 SELinux 安全策略，相當(dāng)于沒有安裝 SELinux。
SELINUX=disabled

重啟服務(wù)器：

[centos@host ~]$ sudo reboot

常見問題二：MongoDB 運(yùn)行時(shí)文件已存在的問題

PID文件問題

當(dāng)啟動(dòng) MongoDB 實(shí)例時(shí)（無論何種方式），如果提示類似上圖錯(cuò)誤，則可能是由于運(yùn)行時(shí) PID 文件已存在的問題，這通常是因?yàn)樯弦淮芜\(yùn)行異常中斷導(dǎo)致的，如：通過 "kill" 指令強(qiáng)制殺死進(jìn)程；也有可能是配置文件錯(cuò)誤導(dǎo)致啟動(dòng)后故障，如：監(jiān)聽的 IP 地址錯(cuò)誤。

解決方案：到程序運(yùn)行目錄下手動(dòng)刪除 PID 文件即可。如：

[centos@host ~]$ sudo rm /var/run/mongodb/mongod.pid
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