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实验目的

       能够通过部署MongoDB分片集群熟悉MongoDB分片集群架构和基本操作，从而解决大数据项目中数据量爆发式增长的需求

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实验内容

（1）根据上表中分片集群端口号的分配情况部署分片集群（XXX是姓名拼音首字母）。
（2）启动分片功能。
（3）模拟写入数据，对数据库和和集合进行分片操作，并查看分片信息。

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实验步骤

环境准备

1、在nosql01中创建相关数据文件、配置文件以及日志文件的存放目录
命令:

cd /opt/servers/mongodb-demo/
mkdir shardcluster
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/data
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/logs
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/configFile
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard1_data
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard2_data
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard3_data
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/configFile
mkdir -p /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/logs

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2、在服务器nosql01的配置服务器、分片服务器以及路由服务器的日志目录下，创建对应的日志管理文件。

# 配置服务器日志管理文件
touch /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/logs/config_server.log
# 分片服务器1的日志管理文件
touch /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard1.log
# 分片服务器2的日志管理文件
touch /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard2.log
# 分片服务器3的日志管理文件
touch /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard3.log
# 路由服务器日志管理文件
touch /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/logs/mongos.log

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3、分发集群配置文件：将服务器nosql01上用于存放分片集群相关配置文件、日志文件和数据文件等相关内容的目录shardcluster分发到服务器nosql02和nosql03上，具体命令如下：
命令：

scp -r /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/ root@zrz02:/opt/servers/mongodb-demo/ 
scp -r /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/ root@zrz03:/opt/servers/mongodb-demo/

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部署 Config server

1、创建配置文件

cd /configServer/configFile/
touch mongodb_config.conf

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2、编辑配置文件mongodb_config.conf，添加配置服务器的相关参数，具体命令如下：
vi mongodb_config.conf

#数据文件存放位置
dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/data
#日志文件
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/logs/config_server.log
#端口号
port=27022
#绑定服务ip
bind_ip=zrz01
#使用追加的方式写日志
logappend=true
#以守护进程的方式运行MongoDB
fork=true
#最大同时连接数
maxConns=5000
#复制集名称
replSet=configs
#声明这是一个集群的Config Server
configsvr=true

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3、将配置文件mongodb_config.conf通过scp命令分发到服务器nosql02和nosql03的目录configFile下
命令：

scp /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile/mongodb_config.conf root@zrz02:/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile/

scp /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile/mongodb_config.conf root@zrz03:/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile/

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4、修改服务器nosql02和nosql03配置文件mongodb_config.conf中的参数bind_ip的值，即将bind_ip的值修改为对应服务器的IP地址或主机名。
命令：

cd /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile/
vi mongodb_config.conf 

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5、启动Config Server

 cd /opt/servers/mongodb-demo/mongodb/bin/ 
 ./mongod -f /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/configServer/configFile/mongodb_config.conf

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配置Config Server副本集

1、登录MongoDB客户端
命令：

mongo --host zrz01 --port 27022

2、对副本集进行初始化操作
命令：

rs.initiate()
rs.add("zrz02:27022")
rs.add("zrz03:27022")
rs.status()

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部署Shard

1、创建配置文件（zrz01）
命令：

cd /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/configFile/
touch mongodb_shard1.conf
touch mongodb_shard2.conf
touch mongodb_shard3.conf

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2、执行“vi”命令，在配置文件mongodb_shard1.conf mongodb_shard2.conf mongodb_shard3.conf中添加分片服务器1的相关参数（服务器zrz01）

mongodb_shard1.conf
命令：
vi mongodb_shard1.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard1_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard1.log
port=27018
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz01
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar1的副本集名称
replSet=shard1

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mongodb_shard2.conf
命令：
vi mongodb_shard2.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard2_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard2.log
port=27020
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz01
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar2的副本集名称
replSet=shard2

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mongodb_shard3.conf
命令：
vi mongodb_shard3.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard3_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard3.log
port=27019
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz01
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar3的副本集名称
replSet=shard3

3、创建配置文件（zrz02）
命令：

cd /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/configFile/
touch mongodb_shard1.conf
touch mongodb_shard2.conf
touch mongodb_shard3.conf

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4、执行“vi”命令，在配置文件mongodb_shard1.conf mongodb_shard2.conf mongodb_shard3.conf中添加分片服务器1的相关参数（服务器zrz02）

mongodb_shard1.conf
命令：
vi mongodb_shard1.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard1_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard1.log
port=27019
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz02
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar1的副本集名称
replSet=shard1

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mongodb_shard2.conf
命令：
vi mongodb_shard2.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard2_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard2.log
port=27018
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz02
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar2的副本集名称
replSet=shard2

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mongodb_shard3.conf
命令：
vi mongodb_shard3.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard3_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard3.log
port=27020
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz02
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar3的副本集名称
replSet=shard3

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5、创建配置文件（zrz03）

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6、执行“vi”命令，在配置文件mongodb_shard1.conf mongodb_shard2.conf mongodb_shard3.conf中添加分片服务器1的相关参数（服务器zrz03）

mongodb_shard1.conf
命令：
vi mongodb_shard1.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard1_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard1.log
port=27020
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz03
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar1的副本集名称
replSet=shard1

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mongodb_shard2.conf
命令：
vi mongodb_shard2.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard2_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard2.log
port=27019
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz03
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar2的副本集名称
replSet=shard2

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mongodb_shard3.conf
命令：
vi mongodb_shard3.conf

dbpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/shard3_data/
logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/logs/shard3.log
port=27018
logappend=true
fork=true
maxConns=5000
bind_ip=zrz03
#声明开启分片
shardsvr=true
#指定分片shar3的副本集名称
replSet=shard3

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7、启动Shard
命令：

mongod -f /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/configFile/mongodb_shard1.conf
mongod -f /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/configFile/mongodb_shard2.conf
mongod -f /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/shard/configFile/mongodb_shard3.conf

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8、配置Shard副本集
命令（zrz01）：

mongo --host zrz01 --port 27018
rs.initiate()
rs.add('zrz02:27019')
rs.addArb('zrz03:27020')
rs.status()

命令（zrz02）：

mongo --host zrz02 --port 27018
rs.initiate()
rs.add('zrz03:27019')
rs.addArb('zrz01:27020')
rs.status()

命令（zrz03）：

mongo --host zrz03 --port 27018
rs.initiate()
rs.add('zrz01:27019')
rs.addArb('zrz02:27020')
rs.status()

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部署mongos

1、创建配置文件
命令：

cd  /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/configFile/
ll

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2、执行“vi”命令，在配置文件mongodb_mongos.conf中添加路由服务器的相关参数
命令：
vi mongodb_mongos.conf

logpath=/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/logs/mongos.log
logappend = true
port=27021
bind_ip=zrz01
fork=true
#指定配置服务器（Config Server）地址
configdb=configs/zrz01:27022,zrz02:27022,zrz03:27022
maxConns=20000

3、由于在分片集群中规划了两个mongos，因此，需要将配置文件mongodb_mongos.conf通过scp命令分发至服务器nosql02的目录/mongos/configFile下
命令：

scp /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/configFile/mongodb_mongos.conf root@zrz02:/opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/configFile/

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4、修改服务器zrz02的配置文件mongodb_mongos.conf中参数bind_ip的值，即将值修改为当前服务器的IP地址或主机名（即zrz02）

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5、启动mongos服务
命令：

mongos -f /opt/servers/mongodb-demo/shardcluster/mongos/configFile/mongodb_mongos.conf

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启动分片功能

1、在服务器zrz01中登录mongos的MongoDB客户端（需要通过mongos操作分片集群）
注意在MongoDB的bin目录下执行

mongo --host zrz01 --port 27021

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2、切换到数据库gateway
向分片集群中添加三个Shard，分别为shard1、shard2和shard3
命令：

use gateway
sh.addShard("shard1/zrz01:27018,zrz02:27019,zrz03:27020")
sh.addShard("shard2/zrz01:27020,zrz02:27018,zrz03:27019") 
sh.addShard("shard3/zrz01:27019,zrz02:27020,zrz03:27018")

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3、设置chunk
命令：

# 切换到数据库config 
use config
# 设置块大小为1M
db.settings.save({"_id":"chunksize","value":1})

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4、模拟写入数据
在分片集群中，创建数据库school，并向数据库中添加集合user，然后模拟向集合中写入五万条文档
命令：

#切换（创建）数据库school 
use school
#向集合user中添加5万条文档
mongos> for(i=1;i;i++){db.user.insert({"id":i,"name":"zrz"+i})}
db.user.find()

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5、对数据库进行分片操作
在开启集合分片前，需要先开启数据库的分片功能
命令：

#切换到数据库gateway 
use gateway
#实现数据库school分片功能
sh.enableSharding("school")

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6、对集合进行分片操作前，需要为集合user创建索引
命令：

#切换到数据库school 
use school
#以"id"作为索引
db.user.createIndex({"id":1})

将以索引“id”作为分片键，对集合user进行分片操作
命令：

#切换到数据库gateway 
use gateway
#以"id"作为分片键对集合user进行分片
sh.shardCollection("school.user",{"id":1})

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查看分片信息

sh.status()

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实验小结

       通过本次对MongoDB分片集群的部署，熟悉了MongoDB分片集群架构和基本操作，更好的理解了分片策略。在实验过程中遇到了很多硬件或者是软件上的问题，请教老师，询问同学，上网查资料，都是解决这些问题的途径。最终将遇到的问题一一解决最终完成实验。
注意事项：
1、有疑问前，知识学习前，先用搜索。
2、熟读写基础知识，学得会不如学得牢。
3、选择交流平台，如QQ群，网站论坛等。
4、尽我能力帮助他人，在帮助他人的同时你会深刻巩固知识。

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