分片是指将数据拆分，拆分后存放在不同的机器上的过程，以此来降低单个服务器的压力，同时也解决单个服务器硬盘空间不足的问题，让我们可以用廉价的机器实现高性能的数据架构。
有的小伙伴不理解分片和副本集的差异，一言以蔽之：副本集上每个备份节点存储的数据都是相同的，分片上存储的数据则是不同的。好了，本文我们就先来看看分片环境的搭建。
环境准备
准备三台已经装好了 MongoDB 的服务器，地址分别是：
1 | 192.168.248.128 |
本文使用的 MongoDB 版本为 3.4.9
规划
首先我们需要三台配置服务器，配置服务器相当于集群的大脑，配置服务器中保存着集群和分片的元数据，即每个分片都包含了哪些数据信息，这些数据都是保存在配置服务器中的，我这里将开启三个配置服务器实例，这三个配置服务器将运行在三个 MongoDB 服务器上，地址分别如下：
1 | 192.168.248.128:20000 |
接下来需要一个 Mongos 实例，Mongos 对请求进行路由，Mongos 扮演的角色有点类似于一个门面，我们以后访问的时候，直接访问 Mongos 即可，再由 Mongos 将请求路由到不同的分片上去，Mongos 在启动时会去访问配置服务器，它将从配置服务器中获取数据的存储信息，Mongos 我将启动在如下服务器上：
1 | 192.168.248.128:30000 |
最后需要三个分片实例，三个分片依然运行在三台服务器上，如下：
1 | 192.168.248.128:27017 |
搭建配置服务器
配置服务器中不需要太多的空间和资源，因为配置服务器上保存的只是数据的分布表，不保存具体的数据，具体的数据都保存在分片上，配置服务器中 1KB 的空间约为 200MB 的真实数据。注意，从 MongoDB3.4 开始，配置服务器要做成集群的方式。
由于配置服务器是独立的 mongod 进程，所以我们可以像启动普通的 MongoDB 服务一样启动配置服务器，只是这里的配置不同罢了。
我这里以 192.168.248.128 服务器为例来讲述配置服务器的配置启动，另外两台服务器如法炮制即可：
- 在 mongodb 解压目录下创建 db20000 文件夹，用来存储配置服务器中的数据。
- 复制一份 mongodb.conf，命名为 mongodb20000.conf，修改文件内容如下：
1 | dbpath=/opt/mongodb/db20000 |
注意 dbpath 改为我们第一步创建的目录，端口号改为 20000 （这个随意，只要该端口没被占用即可）， configsvr 表示这是一个配置服务器，另外由于我们的配置服务器要做成备份集，所以要设置 replSet。
3.做好前两步之后，执行如下命令启动配置服务器：
1 | mongod -f /opt/mongodb/bin/mongodb20000.conf |
最后，在另外两台服务器上重复上面三个步骤。
三台服务器上都启动成功之后，参考我们之前的MongoDB 副本集搭建一文，将这三台配置服务器配成一个副本集，副本集的配置我这里就不再赘述。
搭建Mongos
Mongos 实例我们可以启动在任意一台服务器上，我这里就启动在 192.168.248.128上，Mongos 的配置步骤如下：
1.复制一份 mongodb.conf，命名为 mongos.conf，修改内容：
1 | logpath=/opt/mongodb/logs/mongos.log |
因为 mongos 中不需要保存数据，所以不需要 dbpath，端口号改为 30000，configdb 表示三个配置服务器的地址，注意最前面的 rs 表示配置服务器副本集的名称。
2.配置完成后，执行如下命令启动 mongos:
1 | mongos -f /opt/mongodb/bin/mongos.conf |
搭建三个分片
三个分片实际上就是三个普通的 MongoDB 服务器，给大家看下我的配置文件：
1 | dbpath=/opt/mongodb/db |
注意多了个 shardsvr 表示这是一个分片服务器。
然后在三台服务器上分别执行如下命令启动分片：
1 | mongod -f /opt/mongodb/bin/mongodb.conf |
添加分片
上面三个步骤完成之后，我们就进入到 mongos 的 shell 命令行了，如下：
1 | mongo --port=30000 |
然后我们可以通过如下命令查看一下分片的当前状态：
1 | sh.status() |
执行结果如下(部分)：
1 | --- Sharding Status --- |
shards 表示分片服务器，目前还没有，databases 表示分片的库，目前也还没有，接下来我们通过如下命令添加分片服务器：
1 | sh.addShard("192.168.248.128:27017") |
添加三个分片服务器，然后再执行 sh.status(),结果如下(部分)：
1 | --- Sharding Status --- |
设置集合分片
接下来我们来设置集合的分片，首先执行如下命令表示给某个数据库分片：
1 | sh.enableSharding("sang") |
对集合分片时，需要选择一个片键，片键实际上就是集合中的一个键，MongoDB 将根据这个片键来拆分数据，我们需要先对片键建立索引，如下：
1 | db.c1.ensureIndex({x:1}) |
然后以 x 为片键，对 c1 集合进行分片，如下：
1 | sh.shardCollection("sang.c1",{x:1}) |
做完这些之后，再执行 sh.status() 命令，查看目前状态，结果如下(部分)：
1 | --- Sharding Status --- |
做完上面这些之后，我们再做两个操作：
1.设置自动分片：
1 | sh.setBalancerState(true) |
2.设置 chunksize,chunksize 这一项是用来指定 chunk 的大小的，为了方便测试分片效果，我们把 chunksize 指定为 1MB，即当这个分片中插入的数据大于 1M 时开始进行数据分片
1 | db.settings.save({_id:"chunksize",value:1}) |
OK，做好这些之后，大功告成。
测试
测试方式很简单，我们直接在 mongos 的命令行向 sang 的 c1 集合中插入 50000 条数据，然后再查看这些数据的分布，就知道分片有没有成功了：
1 | for(var i=0;i<50000;i++){db.c1.insert({x:Math.random()*1000000,name:"hahah"+i})} |
然后执行 db.c1.stats() ,结果如下：
1 | { |
OK，看到如上结果，说明我们的数据已经分布在三个分片服务器中了。
好了，MongoDB 中分片环境的搭建我们就先说到这里，小伙伴们有问题欢迎留言讨论。
参考资料：
- 《MongoDB权威指南第2版》
