MongoDB高可用集群搭建指南：分片、读写分离与负载均衡

本文将指导您完成一个高可用MongoDB集群的搭建，涵盖分片、读写分离和负载均衡的关键技术点。

首先，我们需要准备环境并配置用户：
1. 创建一个用于运行MongoDB的非root用户，例如chiansun：
useradd chiansun
2. 设置该用户的密码：
echo '123456' | passwd --stdin chiansun
3. 将新用户加入sudoers列表，以便执行管理员命令：
echo 'chiansun ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL' > /etc/sudoers.d/chiansun
chmod 0440 /etc/sudoers.d/chiansun
4. 确保用户可以在无终端的情况下使用sudo，编辑/etc/sudoers文件，注释掉Default requiretty行：
sudo sed -i 's/^%wheel.*requiretty/# %wheel.*requiretty/g' /etc/sudoers
5. 创建MongoDB的工作目录，并分配正确的权限：
mkdir /mongo
chown -R chiansun:chiansun /mongo

接下来，配置MongoDB的yum源以简化安装过程：
cat >> /etc/yum.repos.d/mongodb-org-3.4.repo <[mongodb-org-3.4]
name=MongoDB Repository
baseurl=https://repo.mongodb.org/yum/redhat/$releasever/mongodb-org/3.4/x86_64/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://www.mongodb.org/static/pgp/server-3.4.asc
EOF

为了确保系统安全性和兼容性，还需要关闭SELinux：
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
然后重启系统使更改生效：
reboot

在所有参与集群构建的节点上重复上述步骤后，开始安装MongoDB：
sudo yum install -y mongodb-org

根据集群设计，我们将部署多个mongos（路由服务器）、config server（配置服务器）以及shard server（分片服务器）。每个shard server将配置为复制集，以提高数据的可靠性和读取性能。

对于每个config server，创建必要的目录结构：
mkdir -p /mongo/config/{log,data,run}
然后编辑mongod.conf配置文件，指定日志路径、数据库存储路径、端口等信息：
cat >> /mongo/config/mongod.conf <systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /mongo/config/log/mongod.log
storage:
dbPath: /mongo/config/data
journal:
enabled: true
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /mongo/config/run/mongod.pid
net:
port: 27100
replication:
replSetName: config
sharding:
clusterRole: configsvr
EOF
启动config server：
mongod --config /mongo/config/mongod.conf
通过Mongo shell初始化配置服务器的复制集：
mongo --port 27100
cOnfig= {_id: 'config', members: [{_id: 0, host: '192.168.1.11:27100'}, {_id: 1, host: '192.168.1.12:27100'}, {_id: 2, host: '192.168.1.13:27100'}]}
rs.initiate(config)
检查复制集的状态：
rs.status()

对于每个shard server，同样需要创建目录结构、编辑配置文件并启动服务。例如，对于shard1：
mkdir -p /mongo/shard1/{log,data,run}
cat >> /mongo/shard1/mongod.conf <systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /mongo/shard1/log/mongod.log
storage:
dbPath: /mongo/shard1/data
journal:
enabled: true
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /mongo/shard1/run/mongod.pid
net:
port: 27001
replication:
replSetName: shard1
sharding:
clusterRole: shardsvr
EOF
mongod --config /mongo/shard1/mongod.conf
通过Mongo shell初始化shard1的复制集：
mongo --port 27001
use admin
cOnfig= {_id: 'shard1', members: [{_id: 0, host: '192.168.1.11:27001'}, {_id: 1, host: '192.168.1.12:27001'}, {_id: 2, host: '192.168.1.13:27001'}]}
rs.initiate(config)
rs.status()

重复上述步骤为shard2和shard3配置相同的设置，但需调整端口号和复制集名称。

最后，配置mongos路由服务器：
mkdir -p /mongo/mongos/{log,data,run}
cat >> /mongo/mongos/mongod.conf <systemLog:
destination: file
logAppend: true
path: /mongo/mongos/log/mongod.log
processManagement:
fork: true
pidFilePath: /mongo/mongos/run/mongod.pid
net:
port: 27200
sharding:
configDB: config/192.168.1.11:27100,192.168.1.12:27100,192.168.1.13:27100
EOF
mongos --config /mongo/mongos/mongod.conf
连接到mongos实例，添加分片并启用分片功能：
mongo --port 27200
sh.addShard('shard1/192.168.1.11:27001,192.168.1.12:27001,192.168.1.13:27001')
sh.addShard('shard2/192.168.1.12:27002,192.168.1.13:27002,192.168.1.11:27002')
sh.addShard('shard3/192.168.1.13:27003,192.168.1.11:27003,192.168.1.12:27003')
启用特定数据库的分片：
db.runCommand({enablesharding: 'bike'})
对特定集合应用分片策略：
db.runCommand({shardcollection: 'bike.users', key: {_id: 'hashed'}})