MongoDB Jakaminen: Vaiheittainen opetusohjelma esimerkin kanssa
Stephen Twain
⚡ Älykäs yhteenveto
MongoDB Sharding jakaa suuret tietojoukot pienempiin osajoukkoihin, jotka on jaettu useille eri alueille. MongoDB instansseja, mikä vähentää yksittäisen palvelimen suorittimen kuormitusta. Sirpaleklusteri yhdistää sirpaleet, määrityspalvelimen ja reitittimen skaalatakseen tallennustilaa ja kyselyjen läpimenoa horisontaalisesti.
Mikä on Sharding in MongoDB?
Jakaminen on käsite MongoDB, joka jakaa suuret tietojoukot pieniksi tietojoukoiksi useille MongoDB tapauksissa.
Joskus tiedot sisällä MongoDB on niin valtava, että kyselyt tällaisiin suuriin tietojoukkoihin voivat aiheuttaa paljon prosessorin käyttöastetta palvelimella. Tämän tilanteen ratkaisemiseksi MongoDB on käsite Sharding, joka on pohjimmiltaan tietojoukkojen jakamista useisiin MongoDB tapauksissa.
Kokoelma, joka voi olla kooltaan suuri, on itse asiassa jaettu useisiin kokoelmiin eli sirpaleisiin (Shard), kuten niitä kutsutaan. Loogisesti ajatellen kaikki sirpaleet toimivat yhtenä kokoelmana.
Shardingin edut MongoDB
Ennen sirpaloidun klusterin käyttöönottoa on hyödyllistä ymmärtää, miksi tiimit ottavat sirpaloinnin käyttöön. Tärkeimmät hyödyt ovat:
- Vaakasuuntainen skaalautuvuus: Dataa hajautetaan useille hyödykepalvelimille sen sijaan, että yksi kone pakotettaisiin kasvamaan yhä suuremmaksi.
- Suurempi läpivirtaus: Luku- ja kirjoitustoiminnot suoritetaan rinnakkain sirpaleiden välillä, joten klusteri käsittelee enemmän pyyntöjä sekunnissa.
- Suurempi tallennuskapasiteetti: Kaikkien sirpaleiden yhdistetty levy voi tallentaa paljon suurempia tietojoukkoja kuin yksi palvelin pystyisi tallentamaan.
- Korkea saatavuus: Kun jokainen sirpale otetaan käyttöön replikajoukkona, yhden solmun vikaantuminen ei kaada klusteria.
- Tasapainotettu kuorma: MongoDB Balancer jakaa datapalat automaattisesti uudelleen estääkseen yhdenkään sirpaleen muuttumisen hotspotiksi.
Yhdessä nämä edut tekevät sirpaloinnista skaalauksen vakiomenetelmän. MongoDB yhden palvelimen rajojen ulkopuolella.
Jakamisen toteuttaminen
Shardit toteutetaan klustereiden avulla, jotka ovat vain joukko MongoDB tapauksissa.
Shardin komponentteihin kuuluvat:
- Sirpale – Tämä on perusasia, eikä tämä ole muuta kuin a MongoDB ilmentymä, joka sisältää datan osajoukon. Tuotantoympäristöissä kaikkien sirpaleiden on oltava osa replikasarjoja.
- Konfigurointipalvelin - Tämä on MongoDB instanssi, joka sisältää klusterin metatietoja, pohjimmiltaan tietoa eri MongoDB instanssit, jotka säilyttävät sirpaleiden tietoja.
- Reititin - Tämä on MongoDB instanssi, joka on pohjimmiltaan vastuussa asiakkaan lähettämien komentojen uudelleenohjaamisesta oikeille palvelimille.
Jakaminen askel askeleelta Cluster esimerkki
Vaihe 1) Luo erillinen tietokanta konfigurointipalvelimelle.
mkdir /data/configdb
Vaihe 2) Aloita MongoDB instanssi määritystilassa. Oletetaan, että meillä on palvelin nimeltä Palvelin D, joka olisi määrityspalvelimemme. Meidän on suoritettava alla oleva komento palvelimen määrittämiseksi määrityspalvelimeksi.
mongod --configdb ServerD:27019
Vaihe 3) Käynnistä mongos-instanssi määrittämällä kokoonpanopalvelin.
mongos --configdb ServerD:27019
Vaihe 4) Yhdistä mongo-komennosta mongos-instanssiin.
mongo --host ServerD --port 27017
Vaihe 5) Jos klusteriin on lisättävä palvelin A ja palvelin B, anna seuraavat komennot.
sh.addShard("ServerA:27017") sh.addShard("ServerB:27017")
Vaihe 6) Ota tietokannan sirpaleiksi jakaminen käyttöön. Jos siis meidän on sirpaloitava Employeedb-tietokanta, anna alla oleva komento.
sh.enableSharding("Employeedb")
Vaihe 7) Ota kokoelman sirpaleiksi jakaminen käyttöön. Jos siis meidän on siroteltava Employee-kokoelma, anna alla oleva komento.
sh.shardCollection("Employeedb.Employee", { "Employeeid": 1, "EmployeeName": 1 })
Kuinka valita Sharp Key -avain MongoDB
Sirpaleavain on indeksoitu kenttä tai kenttäjoukko, joka MongoDB käyttää sitä päättääkseen, mihin sirpaleeseen mikäkin dokumentti tallennetaan. Koska avain ohjaa datan jakelua, sen hyvä valinta on tärkein yksittäinen päätös sirpaleisessa käyttöönotossa. Huono avain keskittää datan ja liikenteen yhteen sirpaleeseen, mikä mitätöi sirpaleen hyödyt.
Vahvalla sirpaleavaimella on yleensä seuraavat ominaisuudet:
- Korkea kardinaliteetti: Kentällä tulisi olla useita mahdollisia arvoja, jotta tiedot voidaan jakaa useisiin hienojakoisiin osiin.
- Matala taajuus: Mikään yksittäinen arvo ei saisi olla hallitseva, muuten kyseisen arvon jakavat dokumentit kasaantuvat yhdeksi sirpaleeksi.
- Ei-monotoninen muutos: Avaimet, jotka aina kasvavat, kuten aikaleimat, lähettävät jokaisen uuden kirjoituksen samaan sirpaleeseen, luoden hotspotin.
MongoDB tukee kahta avaimeen perustuvaa sirpalointistrategiaa. Ranged sharding jakaa datan yhtenäisiin alueisiin ja sopii aluekyselyihin, kun taas hash sharding käyttää hash-funktiota jakaakseen kirjoitukset tasaisesti sirpaleiden kesken. Tiimit aloittavat usein hash shardingilla, kun kirjoitusmäärä on suuri, ja siirtyvät range shardingiin, kun aluepohjaiset lukutehtävät ovat vallitsevia. Valitsetpa minkä tahansa strategian, testaa avain realistisia kyselymalleja vasten ennen committia, koska sirpalointiavainta ei voida muuttaa helposti datan lataamisen jälkeen.
Sharding vs. replikointi MongoDB
Sharding ja replikointi ovat toisiaan täydentäviä mutta erillisiä ominaisuuksia. Alla oleva taulukko korostaa eroja, jotta voit soveltaa kumpaakin oikein ja käytännössä tuotantoklusterit käyttävät molempia yhdessä.
| Aspect | Sharding | replikointi |
|---|---|---|
| Tarkoitus | Skaalaa vaakasuunnassa jakamalla tiedot | Suojaa tiedot ja pidä ne saatavilla |
| Tiedot jokaisesta solmusta | Osajoukko (yksi sirpale) tiedoista | Täydellinen kopio tiedoista |
| Ensisijainen hyöty | Enemmän tallennustilaa ja suorituskykyä | Vikasietoisuus ja lukuskaala |
| Tärkeimmät komponentit | Shardit, määrityspalvelin, mongos-reititin | Ensisijaiset ja toissijaiset jäsenet |
Lyhyesti sanottuna sirpaletekniikka vastaa skaalautuvuuden tarpeeseen, kun taas replikointi vastaa saatavuustarpeeseen, ja vankka käyttöönotto yhdistää molemmat.
