MongoDB Ubuntu版如何进行集群搭建 - 问答

MongoDB Ubuntu版集群搭建指南（以副本集为例）

MongoDB的“集群”通常指副本集（Replica Set）（高可用性）或分片集群（Sharded Cluster）（水平扩展）。以下分别介绍两者的搭建步骤：

一、副本集集群搭建（基础高可用）

副本集通过多个节点同步数据，实现故障自动转移，适用于需要高可用的场景。

1. 前提条件

至少3个Ubuntu节点（建议奇数个，如3/5个），节点间网络互通；
所有节点安装相同版本的MongoDB（推荐4.4及以上）；
防火墙开放27017端口（默认MongoDB端口）。

2. 安装MongoDB

在所有节点执行以下命令，添加MongoDB官方源并安装：

# 导入MongoDB公钥
wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-4.4.asc | sudo apt-key add -
# 添加MongoDB源（以Ubuntu 22.04为例，若用其他版本替换“jammy”）
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu jammy/mongodb-org/4.4 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-4.4.list
# 更新软件包并安装
sudo apt update
sudo apt install -y mongodb-org

3. 配置MongoDB副本集

编辑每个节点的MongoDB配置文件（/etc/mongod.conf），修改以下参数：

storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb  # 数据存储路径（默认）
  journal:
    enabled: true           # 开启日志（确保数据持久化）

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log  # 日志路径

net:
  port: 27017               # 监听端口（默认）
  bindIp: 0.0.0.0           # 允许所有IP访问（生产环境建议限制为节点IP）

replication:
  replSetName: rs0          # 副本集名称（所有节点必须一致）

保存后重启MongoDB服务：

sudo systemctl restart mongod
sudo systemctl enable mongod  # 设置开机自启

4. 初始化副本集

连接到任意一个节点的MongoDB Shell（如节点1的27017端口），执行初始化命令：

mongo --host <节点1_IP> --port 27017

在Shell中输入以下命令（将<节点1_IP>、<节点2_IP>、<节点3_IP>替换为实际IP）：

rs.initiate({
  _id: "rs0",
  members: [
    { _id: 0, host: "<节点1_IP>:27017" },
    { _id: 1, host: "<节点2_IP>:27017" },
    { _id: 2, host: "<节点3_IP>:27017" }
  ]
})

初始化成功后，会返回{ "ok" : 1 }。

5. 验证副本集状态

在Shell中执行以下命令，查看节点角色（PRIMARY/SECONDARY）：

rs.status()

正常情况下，会显示3个节点，其中1个为PRIMARY（主节点，处理写请求），2个为SECONDARY（从节点，同步主节点数据）。

二、分片集群搭建（水平扩展）

分片集群将数据分散到多个分片（Shard）上，解决单节点数据量过大的问题，适用于大规模数据存储。

1. 前提条件

至少3个配置服务器（Config Server，用于存储元数据）；
至少2个分片服务器（Shard Server，用于存储实际数据）；
1个路由服务器（Mongos，用于转发请求）；
所有节点安装相同版本的MongoDB。

2. 配置配置服务器（Config Server）

配置服务器以副本集形式运行，确保元数据高可用。

在3个配置服务器上创建数据目录：

sudo mkdir -p /data/configdb
sudo chown -R $(whoami) /data/configdb

启动配置服务器（以节点1为例，其他节点替换IP）：

mongod --configsvr --replSet configReplSet --dbpath /data/configdb --port 27019

初始化配置服务器副本集（连接到任意配置服务器）：

mongo --port 27019
rs.initiate({
  _id: "configReplSet",
  configsvr: true,
  members: [
    { _id: 0, host: "<节点1_IP>:27019" },
    { _id: 1, host: "<节点2_IP>:27019" },
    { _id: 2, host: "<节点3_IP>:27019" }
  ]
})

3. 配置分片服务器（Shard Server）

每个分片也是一个副本集（推荐），以节点1的分片为例：

创建数据目录：

sudo mkdir -p /data/shard1
sudo chown -R $(whoami) /data/shard1

启动分片服务器：

mongod --shardsvr --replSet shard1ReplSet --dbpath /data/shard1 --port 27018

初始化分片副本集（连接到分片节点）：

mongo --port 27018
rs.initiate({
  _id: "shard1ReplSet",
  members: [
    { _id: 0, host: "<节点1_IP>:27018" },
    { _id: 1, host: "<节点2_IP>:27018" }
  ]
})

重复上述步骤，配置其他分片服务器（如shard2ReplSet）。

4. 配置路由服务器（Mongos）

Mongos负责将请求路由到对应的分片，无需数据存储。

启动Mongos（连接到配置服务器副本集）：

mongos --configdb configReplSet/<节点1_IP>:27019,<节点2_IP>:27019,<节点3_IP>:27019 --port 27017

5. 添加分片到集群

连接到Mongos Shell：

mongo --port 27017

添加分片（以shard1ReplSet为例）：

sh.addShard("shard1ReplSet/<节点1_IP>:27018,<节点2_IP>:27018")

重复上述命令，添加其他分片。

6. 启用数据库和集合分片

启用数据库分片（如mydb）：
```
sh.enableSharding("mydb")
```
对集合启用分片（如mycollection），并指定分片键（分片键选择至关重要，需均匀分布数据）：
```
sh.shardCollection("mydb.mycollection", { "userId": 1 })  // 以userId字段分片
```

7. 验证分片状态

在Mongos Shell中执行以下命令，查看集群状态：

sh.status()

正常情况下，会显示配置服务器、分片服务器及分片信息。

注意事项

副本集 vs 分片集群：副本集用于高可用，分片集群用于水平扩展，两者可结合使用（如分片集群的每个分片是副本集）；
分片键选择：避免选择单调递增的字段（如时间戳）作为分片键，否则会导致数据分布不均；
安全配置：生产环境需开启身份验证（--auth参数）和TLS加密，防止未授权访问；
监控维护：使用MongoDB自带的mongostat、mongotop工具监控性能，定期备份数据。

以上步骤覆盖了MongoDB Ubuntu版集群搭建的核心流程，可根据实际需求调整节点数量和配置参数。

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