从1.6版本起，MongoDB开始正式支持Sharding

同时，MongoDB也推出了Replica Sets，用以替代之前版本的Replica Pairs

通过把Sharding和Replica Sets相结合，我们可以搭建一个分布式的，高可用性，自动水平扩展的集群

一个典型的集群结构如下：

集群由以下3个服务组成：

  1. Shards Server: 每个shard由一个或多个mongod进程组成，用于存储数据
  2. Config  Server: 用于存储集群的Metadata信息，包括每个Shard的信息和chunks信息
  3. Route   Server: 用于提供路由服务，由Client连接，使整个Cluster看起来像单个DB服务器

另外，Chunks是指MongoDB中一段连续的数据块，默认大小是200M，一个Chunk位于其中一台Shard服务器上

下面，搭建一个Cluster，它由4台服务器组成，包括2个Shard，3个Config，1个Route

其中每个Shard由一个Replica Set组成，每个Replica Set由2个Mongod节点，1个vote节点组成

以下是搭建配置的过程：

1. 四台服务器分别启动相应的Mongod进程：

192.168.x.216
/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --shardsvr --port 10000 --replSet set1 --dbpath /pvdata/mongodb_data  --logpath /pvdata/mongodb_log/mongod.log
/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --shardsvr --port 10001 --replSet set2 --dbpath /pvdata/mongodb_data1  --logpath /pvdata/mongodb_log/mongod1.log

192.168.x.217
/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --shardsvr --port 10000 --replSet set1 --dbpath /pvdata/mongodb_data  --logpath /pvdata/mongodb_log/mongod.log

192.168.x.218
/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --shardsvr --port 10000 --replSet set2 --dbpath /pvdata/mongodb_data  --logpath /pvdata/mongodb_log/mongod.log
/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --shardsvr --port 10001 --replSet set1 --dbpath /pvdata/mongodb_data1  --logpath /pvdata/mongodb_log/mongod1.log

192.168.x.137
/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --shardsvr --port 10000 --replSet set2 --dbpath /opt/mongodb_data  --logpath /opt/mongodb_log/mongod.log

2. 分别配置2组Replica Sets：

192.168.x.216
mongo --port 10000
    config = {_id: 'set1', members: [
        {_id: 0, host: '192.168.x.216:10000'},
        {_id: 1, host: '192.168.x.217:10000'},
        {_id: 1, host: '192.168.x.218:10001', arbiterOnly: true}
    ]}
    rs.initiate(config)
    rs.status()


192.168.x.218
mongo --port 10000
    config = {_id: 'set2', members: [
        {_id: 0, host: '192.168.x.218:10000'},
        {_id: 1, host: '192.168.x.137:10000'},
        {_id: 1, host: '192.168.x.216:10001', arbiterOnly: true}
    ]}
    rs.initiate(config)
    rs.status()

注意：2台Server上的10001对应的Mongod，它们只负责在某个node down掉后，进行vote选举新的master，它们本身并不存储数据备份

3.配置3台Config Servers：

mongod --configsvr --fork --logpath /pvdata/mongodb_log/config.log --dbpath /pvdata/mongodb_config_data --port 20000

4.配置1台Route Server：

192.168.x.216
/usr/local/mongodb/bin/mongos --fork --chunkSize 1 --configdb "192.168.x.216:20000,192.168.x.217:20000,192.168.x.218:20000" --logpath /pvdata/mongodb_log/mongos.log

chunkSize参数用来设置chunk块的大小，这里为了测试，设置成1M

5..配置2组Shard：

192.168.x.216
mongo
    use admin
    db.runCommand({addshard:'set1/192.168.x.216:10000,192.168.x.217:10000'})
    db.runCommand({addshard:'set2/192.168.x.218:10000,192.168.x.137:10000'})
    db.runCommand({enablesharding:'test'})
    db.runCommand({listshards:1})
    printShardingStatus()
    db.runCommand({shardcollection:'test.test', key:{_id:1}, unique : true})

这样整个配置就完成了，下面可以用pymongo来进行测试：

con = pymongo.Connection("192.168.x.216", 27017)
db = con.test
collection = db.test
for i in xrange(10000):
    name = ''.join(random.choice(string.letters) for i in xrange(10))
    collection.save({'_id':name})

然后，进入mongo的命令行，可以在2组的shard中分别查看count值，会发现collection记录被平均的分布到了2组shard server上了

下面，我们再来测试一下automated failover：

将x.218的mongod进程kill -2杀掉后，在x.137的log中，可以看到：

Wed Sep 29 10:51:04 [ReplSetHealthPollTask] replSet info 192.168.x.218:10000 is now down (or slow to respond)
Wed Sep 29 10:51:04 [rs Manager] replSet info electSelf 1
Wed Sep 29 10:51:04 [rs Manager] replSet PRIMARY

说明，新的vote已经完成，x.137变成了新的primary master了

此时，我们再往db中继续写入数据，然后启动x.218，会发现：

Wed Sep 29 10:52:56 [ReplSetHealthPollTask] replSet 192.168.x.218:10000 SECONDARY

说明，x.218此时又作为secondary来运行了

同时，在218 down掉时，137上写入的数据也会继续同步到218上

整个配置过程还是比较简单的，测试也挺正常

但整个Cluster的稳定性，还有待于应用上线后的观察...