应用场景

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。他支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是他支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

操作步骤

1. MongoDB介绍

对于一个大型网站来说，面对数据库高并发读写、海量数据的高效率访问以及高可扩展性和高可用性等需求，传统的关系型数据库已经力不从心，且提升规模所需的成本令人望而却步，而灵活、易扩展、高可用以及高性能的NoSQL数据库在处理大数据的需求上优势明显。

MongoDB是开源、高性能、易扩展的文档数据库，一个介于关系数据库和非关系数据库之间的NoSQL数据库产品，其主要目标是在键/值存储方式（提供了高性能和高度伸缩性）以及传统的关系型数据库（丰富的功能）架起一座桥梁，集两者的优势于一身。MongoDB支持的数据结构非常松散，是类似JSON的BSON格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

1.1 适用场景

网站数据：适合实时的插入、更新与查询，并具备网站实时数据存储所需的复制与高伸缩性；
缓存：适合作为基础设施的缓存层，在系统重启之后缓存层可以避免下层的数据源过载；
大尺寸，低价值的数据：关系型数据库存储这些数据时可能比较昂贵，很多人会选择以文件形式存储；
高伸缩性的场景：适合由数十或数百台服务器组成的数据库；
用于对象及JSON数据的存储：MongoDB的BSON数据格式非常适合文档化格式的存取。

1.2 不适用场景

高度事务性的系统：例如银行或会计系统，传统的关系型数据库更适用；
传统的商业智能应用：针对特定问题需要高度优化的查询方式，数据仓库可能是更合适的选择；
需要SQL的问题

2. 部署环境

要搭建高可用MongoDB架构，复制集（Replica Set）是必须的，它通过多套Mongo服务来保证其中一个服务挂掉后，可以自动切换到其他服务来实现故障转移，且这些服务之间是同步的。

但是高数据量和吞吐量的数据库应用会对单机的性能造成较大压力，大的查询量会将单机的CPU耗尽，大的数据量对单机的存储压力较大，最终会耗尽系统的内存而将压力转移到磁盘IO上。我们可以对设备进行纵向扩展如增加更多的CPU与存储资源，但是代价比较昂贵。这里可以通过MongoDB的分片集群（Sharding）在多台机器上分割数据，使得数据库系统能存储和处理更多的数据，以此来应对不断增加的负载和数据。

2.1 单机

单机环境参考复制集节点安装配置章节。

2.2 复制集

复制集是由一组拥有相同数据集的 mongod 实例组成的。其中一个节点为主节点（Primary），所有的写请求都在它上面完成。而其他节点都是从节点（Secondary），从节点接收从主节点传来的操作并应用，以此来保证与主节点的数据集一致。一个复制集只能有一个主节点，一旦主节点不可用了，复制集就会将一个从节点选举成为新的主节点。

最基础的复制集架构是由三个成员组成的，且成员个数应该是奇数，包括一个主节点（Primary），一个从节点（Secondary），还有一个投票节点（Arbiter）。投票节点的作用仅仅是在选举过程中参与投票，该节点中并不包含数据集，故所需资源很少，无需一个专用物理机。

2.3 分片集群

分片集群包括分发路由mongos、配置服务器config server以及分片shard，集群架构如下：

mongos，集群请求的入口，分发读写请求到分片服务器，前端应用透明访问。

config server，存储所有数据库元信息（路由、分片）的配置，mongos从配置服务器加载配置信息。生产环境中，为确保冗余与安全，一般使用3台配置服务器，且必须部署在不同的机器上。

shard，分片是存储了集群一部分数据的 mongod 或者 replica set，所有分片存储组成了集群的全部数据。在生产环境中，为保证高可用的分片架构，至少要保证2个分片，每个分片都应该是一个复制集。复制集为每个分片的数据提供了冗余和高可靠性。

3. 复制集搭建

3.1 节点安装配置

注：在主节点、从节点以及投票节点分别执行以下全部配置！

3.1.1 系统基础配置

关闭SELinux
 # vi /etc/selinux/config
……
SELINUX=disabled
……

关闭防火墙
 # service iptables stop
 # chkconfig iptables off

重启机器
 # reboot

3.1.2 配置时间同步

安装ntpdate
 # yum install -y ntpdate

时间同步
 # ntpdate pool.ntp.org

设置计划任务
 # crontab -e
0 23 * * * ntpdate pool.ntp.org >> /var/log/ntpdate.log

3.1.3 安装软件包

安装OpenSSL
 # yum install -y openssl-devel openssl

下载并解压缩安装包，也可以外部下载后拷贝到服务器root目录下
 # wget https://fastdl.mongodb.org/linux/mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.0.6.tgz
 # tar -zxvf mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.0.6.tgz

将mongodb移至/usr/local/mongodb目录下
 # mv mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.0.6 /usr/local/mongodb

创建数据与日志目录
 # mkdir /usr/local/mongodb/data
 # mkdir /usr/local/mongodb/log

3.1.4 配置服务

设置开机自启动，local增加启动信息
 # vim /etc/rc.d/rc.local

/usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --auth --dbpath /usr/local/mongodb/data --logpath /usr/local/mongodb/log/mongodb.log --replSet set0

启动服务

 # /usr/local/mongodb/bin/mongod --fork --auth --dbpath /usr/local/mongodb/data --logpath /usr/local/mongodb/log/mongodb.log --replSet set0

3.2 配置复制集

在主节点配置复制集：
进入mongodb进行配置
 # ./bin/mongo
config={_id:'set0',members:[{_id:0,host:'192.168.202.80',priority:2},{_id:1,host:'192.168.202.95', priority:1},{_id:2,host:'192.168.202.96',arbiterOnly:true}]}  #输入配置信息(priority最大的为master服务器，投票节点需配置arbiterOnly:true)

使配置生效
 # rs.initiate(config)

3.3 安装验证

查看状态，health表示当前服务的状态，等于1就是正常状态：
 # rs.status()