MongoDB Cluster

一、硬件与系统要求

1.1 硬件要求

• CPU：至少 4 核
• 内存：至少 8GB
• 磁盘：至少 100GB 可用空间
• 网络：1Gbps 以上

1.2 系统要求

• Linux：RHEL 7/8/9，Ubuntu 18.04/20.04/22.04
• Windows：Windows Server 2016/2019/2022

1.3 节点规划

本指南将创建一个包含 3 个节点的 MongoDB 复制集（Replica Set）：

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• 节点 1：192.168.1.10（主节点）
• 节点 2：192.168.1.11（从节点）
• 节点 3：192.168.1.12（从节点）

二、安装 MongoDB

在所有节点上安装 MongoDB，参考 MongoDB 安装指南。

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三、配置复制集

3.1 修改配置文件

在所有节点上修改 MongoDB 配置文件：

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systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb
  journal:
    enabled: true
processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0
replication:
  replSetName: "rs0"

3.2 重启服务

sudo systemctl restart mongod

3.3 初始化复制集

在主节点上执行：

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mongo
rs.initiate({
  _id: "rs0",
  members: [
    { _id: 0, host: "192.168.1.10:27017" },
    { _id: 1, host: "192.168.1.11:27017" },
    { _id: 2, host: "192.168.1.12:27017" }
  ]
})

3.4 查看复制集状态

rs.status()

四、MongoDB Sharded Cluster（分片集群）

4.1 节点规划

• 配置服务器（3 个）：192.168.1.20, 192.168.1.21, 192.168.1.22
• 分片 1（3 个节点）：192.168.1.30, 192.168.1.31, 192.168.1.32
• 分片 2（3 个节点）：192.168.1.40, 192.168.1.41, 192.168.1.42
• Mongos 路由（2 个）：192.168.1.50, 192.168.1.51

4.2 配置服务器

4.2.1 修改配置文件

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/config.log
storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb/config
  journal:
    enabled: true
processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /var/run/mongodb/config.pid
net:
  port: 27019
  bindIp: 0.0.0.0
sharding:
  clusterRole: configsvr
replication:
  replSetName: "configRS"

4.2.2 启动配置服务器

mongod --config /etc/mongod-config.conf

4.2.3 初始化配置服务器复制集

mongo --port 27019
rs.initiate({
  _id: "configRS",
  configsvr: true,
  members: [
    { _id: 0, host: "192.168.1.20:27019" },
    { _id: 1, host: "192.168.1.21:27019" },
    { _id: 2, host: "192.168.1.22:27019" }
  ]
})

4.3 分片服务器

4.3.1 修改配置文件（分片 1）

systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/shard1.log
storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb/shard1
  journal:
    enabled: true
processManagement:
  fork: true
  pidFilePath: /var/run/mongodb/shard1.pid
net:
  port: 27018
  bindIp: 0.0.0.0
sharding:
  clusterRole: shardsvr
replication:
  replSetName: "shard1RS"

4.3.2 启动分片服务器

mongod --config /etc/mongod-shard1.conf

4.3.3 初始化分片复制集

mongo --port 27018
rs.initiate({
  _id: "shard1RS",
  members: [
    { _id: 0, host: "192.168.1.30:27018" },
    { _id: 1, host: "192.168.1.31:27018" },
    { _id: 2, host: "192.168.1.32:27018" }
  ]
})

4.4 配置 Mongos 路由

4.4.1 启动 Mongos

mongos --configdb configRS/192.168.1.20:27019,192.168.1.21:27019,192.168.1.22:27019 --bind_ip 0.0.0.0 --port 27017

4.4.2 添加分片

mongo
sh.addShard("shard1RS/192.168.1.30:27018,192.168.1.31:27018,192.168.1.32:27018")
sh.addShard("shard2RS/192.168.1.40:27018,192.168.1.41:27018,192.168.1.42:27018")

4.4.3 启用分片

sh.enableSharding("testdb")
sh.shardCollection("testdb.users", { "_id": "hashed" })

五、安全配置

5.1 创建集群管理员

mongo --port 27017
use admin
db.createUser({
  user: "clusterAdmin",
  pwd: "yourpassword",
  roles: ["clusterAdmin", "userAdminAnyDatabase", "dbAdminAnyDatabase", "readWriteAnyDatabase"]
})

5.2 启用认证

在所有节点的配置文件中添加：

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security:
  authorization: enabled

5.3 重启服务

sudo systemctl restart mongod

六、监控与维护

6.1 查看集群状态

mongo -u clusterAdmin -p yourpassword --authenticationDatabase admin
sh.status()
rs.status()

6.2 查看分片状态

db.adminCommand({ listShards: 1 })

6.3 备份集群

mongodump --uri="mongodb://clusterAdmin:yourpassword@192.168.1.50:27017" --out=/backup/mongodb

6.4 恢复集群

mongorestore --uri="mongodb://clusterAdmin:yourpassword@192.168.1.50:27017" /backup/mongodb

七、故障排查

7.1 复制集故障

• 查看复制集状态：rs.status()
• 查看复制延迟：rs.printSlaveReplicationInfo()
• 重新添加节点：rs.add("192.168.1.11:27017")

7.2 分片集群故障

• 查看分片状态：sh.status()
• 检查配置服务器：db.adminCommand({ configsvrState: 1 })
• 检查 Mongos 状态：db.adminCommand({ mongosInfo: 1 })