如何在公有云的 Ubuntu 中设置与优化 MongoDB

企业意味着大量的数据，这使得处理和管理数据的难题变得更加艰巨。传统上，几十年来该行业一直使用 RDBMS 系统，但随着 21 世纪大数据的出现，NoSQL（不仅是 SQL）数据库开始出现，用于处理大规模的非结构化和半结构化数据。

在这篇文章中，我将搭建一个 MongoDB 集群。

MongoDB 是一个免费且开源的 NoSQL 文档数据库，因其提供的高可扩展性和灵活性而被广泛使用。

要在生产环境中部署 MongoDB，建议使用副本集（Replica Sets）。副本集是 MongoDB 在关系型数据库世界中相当于主/从（Master/Slave）架构的实现，但相比之下，它们的搭建非常轻松，因为一切都是内置的。有关副本集的更多信息，请查看 TutorialsPoint’s 关于复制过程的定义.

规划您的 MongoDB 云服务器集群

我将创建一个 3 节点集群。为它们分配相等的资源非常重要，因为其中任何一个都可能成为主（即 master）服务器。这些节点或机器可以运行在任何操作系统上，但在本教程中，我将使用 Ubuntu 18.04 LTS。关于如何挂载和设置来自 CloudSigma’s 库的预装镜像，您可以参考 本教程.

既然副本集（Replica Set）的核心意义在于集群应该在单个节点宕机时存活，那么如果您的所有服务器都位于同一个物理主机上，那就毫无意义了。幸运的是，CloudSigma 确实提供了一种名为 可用性组 的功能。这意味着您可以指示系统将您的所有三台服务器划分到不同的组中。通过这样做，它们将永远不会位于同一个物理主机上。有关此功能以及其他安全和业务连续性功能的更多信息，请参见 此处.

使用 64 位版本的 Linux 也非常重要。原因很简单，MongoDB 在 32 位系统上运行效果不佳（更多相关信息请参见 此处).

在云端安装 MongoDB

这一部分非常简单。要么使用预先配置好的 Ubuntu 18.04 镜像，要么自己安装。

CPU、RAM 和磁盘配置因人而异，取决于您的负载。对于较小的安装，4 GHz CPU、4 GB RAM 和 10 GB 磁盘（用于系统）应该足够了。当您挂载驱动器时，请确保您使用的是 VirtIO。如果使用 IDE，性能将显著下降。此外，由于您正在创建副本集（Replica Set），您需要所有节点（和应用服务器）都处于同一个 VLAN 中。

与许多其他云厂商不同，您无需配置 RAID10 或类似技术来提高存储性能。 正如我们的许多客户所报告的那样，通过在 CloudSigma 同时使用 SSD 和机械硬盘，您将获得令人惊叹的开箱即用性能。

我仍然建议将 MongoDB 数据保存在单独的驱动器上。原因很简单，在某些时候您可能需要进行一些文件系统优化，而您并不想对整个文件系统进行这些优化。

考虑到这一点，在设置好服务器后直接添加该驱动器是最简单的。现在，让我们先专注于系统安装。如果您是自己安装（而不是使用预先配置好的系统），我建议您在启动菜单中按 F4 并选择 ‘安装最小虚拟机’.

我正在创建 3 台机器，每台机器的配置如下：

• CPU: 4 GHz
• RAM: 4 GB
• SSD: 10 GB (Ubuntu 18.04 LTS), 20 GB (额外驱动器)

如 SSD 部分所述，我正在挂载一个容量为 10 GB 且安装了 Ubuntu 18.04 LTS 的驱动器。

此外，我还挂载了另一个容量为 20 GB 的空驱动器来存储 MongoDB 数据。其大小很大程度上取决于您的使用情况，但对于一个小型系统， 20GB 应该足够了。然而，由于有时很难预测您将存储多少数据，我们将使用 LVM。这将允许您在以后简单地添加另一个驱动器并扩展卷，而无需重新开始。或者，您可以使用单个驱动器，并在以后使用resize2fs。

要添加磁盘，只需转到 ‘Drives’（驱动器）部分，点击顶部的 ‘Create a new drive’（创建新驱动器）图标，为新磁盘命名并将其大小设置为 20 GB。保存后，转到要挂载该磁盘的个人机器，在该机器详情的驱动器部分下，点击 ‘Attach a drive’（挂载驱动器）并选择该磁盘。

现在您有了三台机器，您可以继续将为 MongoDB 数据存储添加的额外磁盘挂载到每台机器上。我建议将此磁盘添加为分区。使用分区允许操作系统分别管理每个区域中的信息。为了将磁盘添加为分区，我将首先检查连接到我们机器的所有磁盘。为此，我将执行以下命令：

当我执行该命令时，我得到了说明我机器上的磁盘和设备的输出。

在图中，我已将一个 10 GB 的磁盘标记为安装了操作系统的磁盘。然后是另一个现在已经挂载的 20 GB 磁盘。磁盘位置是 /dev/vdb。您可以使用以下命令在此磁盘上创建分区：

它将打开 fdisk 工具，这是一个提供磁盘分区功能的命令行工具，您可以在其中在我们的磁盘上创建分区。它会给出提示 “Command (m for help):”，您需要在其中输入 n 以创建一个新分区，然后只需继续按回车键以接受默认值。在创建分区后，输入 w 以写入更改。它看起来像这样：

它已创建了一个类型为 ‘Linux’ 且大小为 20 GiB 的新分区 1。现在分区已创建，让我们创建一个 LVM 池：

我输入了 ‘19.5g’，因为我的分区大小是 20g。接下来，执行以下命令以找出磁盘的名称：

之后，使用以下命令通过 ext4 方法格式化磁盘：

接下来，让我们创建一个用于挂载磁盘的位置，以及一个用于存放 MongoDB 数据的文件夹。

为了在 fstab 中添加关于要挂载的新磁盘的条目，您可以直接使用以下命令：

在该命令中，blkid 会为您提供每个磁盘的 UUID – 通用唯一识别码。在这里，我过滤出了 MongoDB 磁盘的 UUID，并将该 UUID 分别与挂载文件夹的位置、文件系统类型以及磁盘的其他选项结合起来。我正在将这一行添加到 /etc/fstab 中。如果不这样做，您在挂载磁盘时会遇到错误。该条目如下所示：

UUID=”695a62e6-021d-4fc0-945c-cc51a92d86da” /mongodb ext4 auto,noexec,rw,sync,nouser 0 0

现在，您可以将磁盘挂载到 /mongodb 位置：

安装 MongoDB

系统准备就绪后，让我们开始安装 MongoDB。虽然 Ubuntu 在其官方软件源中确实提供了 MongoDB 的版本，但我建议您使用官方的 MongoDB 版本。原因在于 Ubuntu 软件源的版本更新相当滞后，因此如果您想充分利用 MongoDB，就必须求助于官方版本。

由于 MongoDB 提供了自己的软件源，您只需将其添加到系统中，然后像往常一样安装 MongoDB 即可。以下是需要遵循的步骤：

首先，导入包管理系统使用的公钥：

然后，我创建一个列表文件。其中将包含 MongoDB 所在的软件源，以便您的系统可以从中下载它：

现在，我正在更新本地软件包数据库，以便应用这些更改。

现在，我只需使用以下命令安装该软件包：

我已在每台机器上安装了 MongoDB。

现在 MongoDB 已经启动并运行，且驱动器上的数据已创建。如果预计会有重负载和/或大量连接，您可能需要提高 ulimit 值。

如果您想更深入地了解您的数据，您可能还想注册 MongoDB 的 MMS，这是一个针对 MongoDB 的免费云端监控服务。

为您的 MongoDB 云创建副本集

现在，让我们创建一个副本集。在此之前，您需要确保每台机器之间可以相互通信。为此，请在 /etc/hosts 中添加这些条目

为了进行验证，您可以尝试使用主机名来 ping 这些机器。因此，如果我的机器 1 的 IP 是 IP-1，例如 213.189.123.12，那么不用写

我将写成，

如果您已启用防火墙（您确实应该这样做），请确保节点可以在内部接口上发送和接收端口 28017 和 27017 的 TCP 流量。

现在，在每台机器上，使用以下命令启动 mongod 服务。

在机器 m1 上，

接下来，在机器 m2 上，

在机器 m3 上，

这里，

mongod 是服务的名称

dbpath 是我们数据库目录的位置

replSet 是我们副本集的名称。对于同一个副本集中的每台机器，它应该都是相同的

bind_ip 是您运行该服务的机器的主机名。

启动 mongod 服务后，转到主服务器（在我的例子中，我选择了 m1），然后运行 mongo。

它将启动 MongoDB 终端。在终端上，使用以下命令初始化 replicaSet。它将使用默认配置创建 replicaSet：

现在，让我们使用以下命令将另外两台机器添加为副本：

You can monitor the status using the command:

就是这样。您现在应该已经在 CloudSigma’s 极速云上启动并运行您的 MongoDB 集群了。