這是一種將海量的資料水平擴充套件的資料庫集群系統，資料分表儲存在 sharding 的各個節點上，使用者通過簡單的配置就可以很方便地構建一個分散式 MongoDB 叢集。MongoDB 的資料分塊稱為 chunk。每個 chunk 都是 Collection 中一段連續的資料記錄，通常最大尺寸是 200MB，超出則生成新的資料塊。
要構建一個 MongoDB Sharding Cluster，需要三種角色：

• Shard Server

即儲存實際資料的分片，每個 Shard 可以是一個 mongod 例項，也可以是一組 mongod 例項構成的 Replica Set。為了實現每個 Shard 內部的 auto-failover， MongoDB 官方建議每個 Shard為一組 Replica Set。

• Config Server

為了將一個特定的 collection 儲存在多個 shard 中，需要為該 collection 指定一個 shard key，例如{age: 1} ， shard key 可以決定該條記錄屬於哪個 chunk。 Config Servers 就是用來儲存：所有 shard 節點的配置資訊、每個 chunk 的 shard key 範圍、 chunk 在各 shard 的分佈情況、該叢集中所有 DB 和 collection 的 sharding 配置資訊。

• Route Process

這是一個前端路由，客戶端由此接入，然後詢問 Config Servers 需要到哪個 Shard 上查詢或儲存記錄，再連線相應的 Shard 進行操作，最後將結果返回給客戶端。客戶端只需要將原本發給 mongod 的查詢或更新請求原封不動地發給 Routing Process，而不必關心所操作的記錄儲存在哪個 Shard 上。

Shard Server 1： 20000
Shard Server 2： 20001
Config Server ： 30000
Route Process： 40000

1、啟動 Shard Server

mkdir -p /data/shard/s0 --建立資料目錄
mkdir -p /data/shard/s1
mkdir -p /data/shard/log --建立日誌目錄
/Apps/mongo/bin/mongod --shardsvr --port 20000 --dbpath /data/shard/s0 --fork --logpath /data/shard/log/s0.log --directoryperdb --啟動 Shard Server 例項 1
/Apps/mongo/bin/mongod --shardsvr --port 20001 --dbpath /data/shard/s1 --fork --logpath /data/shard/log/s1.log --directoryperdb --啟動 Shard Server 例項 2
 

2、啟動 Config Server

mkdir -p /data/shard/config --建立資料目錄
/Apps/mongo/bin/mongod --configsvr --port 30000 --dbpath /data/shard/config --fork --logpath /data/shard/log/config.log --directoryperdb --啟動 Config Server 例項

3、啟動 Route Process

/Apps/mongo/bin/mongos --port 40000 --configdb localhost:30000 --fork --logpath /data/shard/log/route.log --chunkSize 1 --啟動 Route Server 例項

mongos 啟動引數中， chunkSize 這一項是用來指定 chunk 的大小的，單位是 MB，預設大小為 200MB，為了方便測試 Sharding 效果，我們把 chunkSize 指定為 1MB。

4、配置 Sharding

接下來，我們使用 MongoDB Shell 登入到 mongos，新增 Shard 節點

[[email protected] ~]# /Apps/mongo/bin/mongo admin --port 40000 --此操作需要連線 admin 庫
MongoDB shell version: 1.8.1
connecting to: 127.0.0.1:40000/admin
> db.runCommand({ addshard:"localhost:20000" }) --新增 Shard Server
{ "shardAdded" : "shard0000", "ok" : 1 }
> db.runCommand({ addshard:"localhost:20001" })
{ "shardAdded" : "shard0001", "ok" : 1 }
> db.runCommand({ enablesharding:"test" }) --設定分片儲存的資料庫
{ "ok" : 1 }
> db.runCommand({ shardcollection: "test.users", key: { _id:1 }}) --設定分片的集合名稱，且必須指定 Shard Key，系統會自動建立索引
{ "collectionsharded" : "test.users", "ok" : 1 }
>

5、驗證 Sharding 正常工作

我們已經對 test.users 表進行了分片的設定，下面我們們插入一些資料看一下結果

> use test
switched to db test
> for (var i = 1; i <= 500000; i++) db.users.insert({age:i, name:"liuyazhuang", addr:"Beijing",country:"China"})
> db.users.stats()
{
	"sharded" : true, --說明此表已被 shard
	"ns" : "test.users",
	"count" : 500000,
	"size" : 48000000,
	"avgObjSize" : 96,
	"storageSize" : 66655232,
	"nindexes" : 1,
	"nchunks" : 43,
	"shards" : {
		"shard0000" : { --在此分片例項上約有 24.5M 資料
			"ns" : "test.users",
			"count" : 254889,
			"size" : 24469344,
			"avgObjSize" : 96,
			"storageSize" : 33327616,
			"numExtents" : 8,
			"nindexes" : 1,
			"lastExtentSize" : 12079360,
			"paddingFactor" : 1,
			"flags" : 1,
			"totalIndexSize" : 11468800,
			"indexSizes" : {
				"_id_" : 11468800
			},
			"ok" : 1
		},
		"shard0001" : { --在此分片例項上約有 23.5M 資料
			"ns" : "test.users",
			"count" : 245111,
			"size" : 23530656,
			"avgObjSize" : 96,
			"storageSize" : 33327616,
			"numExtents" : 8,
			"nindexes" : 1,
			"lastExtentSize" : 12079360,
			"paddingFactor" : 1,
			"flags" : 1,
			"totalIndexSize" : 10649600,
			"indexSizes" : {
				"_id_" : 10649600
			},
			"ok" : 1
		}
	},
	"ok" : 1
}
>

我們看一下磁碟上的物理檔案情況

[[email protected] bin]# ll /data/shard/s0/test --此分片例項上有資料產生
總計 262420
-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.0
-rw------- 1 root root 33554432 06-03 15:21 test.1
-rw------- 1 root root 67108864 06-03 15:22 test.2
-rw------- 1 root root 134217728 06-03 15:24 test.3
-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.ns
[[email protected] bin]# ll /data/shard/s1/test --此分片例項上有資料產生
總計 262420
-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.0
-rw------- 1 root root 33554432 06-03 15:21 test.1
-rw------- 1 root root 67108864 06-03 15:22 test.2
-rw------- 1 root root 134217728 06-03 15:23 test.3
-rw------- 1 root root 16777216 06-03 15:21 test.ns
[[email protected] bin]#

看上述結果，表明 test.users 集合已經被分片處理了，但是通過 mongos 路由，我們並感覺不到是資料存放在哪個 shard 的 chunk 上的，這就是 MongoDB 使用者體驗上的一個優勢，即對使用者是透明的