MongoDB在Linux上如何扩容

MongoDB 在 Linux 上的扩容实践

一、扩容总览与选择路径

• 容量不足时，通常有三种路径：
  • 垂直扩容：在同一台服务器上增加磁盘或扩展现有分区/文件系统，适用于暂时无法分片的场景。
  • 水平扩容（副本集）：为现有副本集新增数据节点，提升容量与读能力，同时增强高可用。
  • 水平扩容（分片集群）：向集群添加新的分片，从根本上提升整体存储与吞吐能力。
• 建议路径：单节点 → 先升级为副本集 → 数据/负载持续增长时再引入分片。MongoDB 本身不提供“自动扩容”，需结合监控与自动化脚本在阈值触发时执行扩容动作。

二、垂直扩容 扩展磁盘与文件系统

• 适用：单机或副本集单节点数据目录所在磁盘空间不足，且可在线扩展底层存储。
• 步骤要点：
  1. 确认数据目录：在 mongo shell 中执行 db.serverStatus().storageEngine 或查看 /etc/mongod.conf 的 storage.dbPath。
  2. 扩展底层存储（示例思路）：
     • 云盘在线扩容后，使用 growpart 扩展分区：growpart /dev/sda 1；
     • 扩展文件系统（ext4/xfs 等）以识别新增空间；
     • LVM 场景：pvcreate → vgextend → lvextend → resize2fs/xfs_growfs。
  3. 重启并检查：sudo systemctl restart mongod，df -h 确认挂载点容量已增加。
  4. 如无法直接扩容，可采用 mongodump/mongorestore 迁移到更大磁盘的新数据目录，并更新 storage.dbPath 后启动。
  5. 可选：调整 WiredTiger 缓存（storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB）以更贴合内存与负载。
  6. 持续监控：df -h、mongostat、mongotop 观察空间与性能变化。
• 注意：尽量在维护窗口操作，确保有完整备份，变更 dbPath 需保证目录权限与 SELinux/AppArmor 策略正确。

三、水平扩容 副本集增加数据节点

• 适用：需要在不中断服务的前提下提升容量与读能力，并保持高可用。
• 步骤要点：
  1. 准备新节点：安装相同版本 MongoDB，创建数据目录，配置 replication.replSetName 与 keyFile（各节点一致），设置 bindIp 与网络互通。
  2. 启动新节点后，在主节点执行：rs.add("host:port")；如需只读扩展可添加 隐藏/延迟 节点（不在此详述）。
  3. 观察同步：rs.status()、rs.printSecondaryReplicationInfo() 确认 stateStr=SECONDARY 且复制滞后可接受。
  4. 验证：在主库写入测试数据，在新增从库查询验证一致性。
  5. 收缩反向操作：rs.remove("host:port")。
• 提示：生产环境建议维持奇数个投票成员（如 3/5/7），必要时可加入仲裁节点（不存数据，仅投票）以节省资源。

四、水平扩容 分片集群添加分片

• 适用：单集群容量/吞吐已达瓶颈，需要线性扩展。
• 步骤要点：
  1. 部署并启动新的 mongod 分片（建议以副本集形态），确保与集群网络、认证、时区等一致。
  2. 通过 mongos 添加分片：sh.addShard("newShardHost:port")，使用 sh.status() 校验。
  3. 对目标库表启用分片：sh.enableSharding("db")，选择并设定 分片键 后执行 sh.shardCollection("db.coll", { shardKey: 1} )。
  4. 数据均衡：分片后 balancer 会自动迁移 chunk，也可对热点集合/分片手动 sh.moveChunk() 优化分布。
  5. 校验：持续观察 sh.status()、各分片数据量与 balancer 状态，确保无异常迁移与热点。
• 注意：分片键设计直接影响数据均衡与查询性能，务必结合访问模式谨慎选择。

五、自动化与运维要点

• 容量告警与扩容编排：MongoDB 不自带自动扩容，建议结合 Prometheus + Grafana 设置磁盘/延迟/复制滞后等告警，通过 Webhook/Ansible 在告警触发时自动执行“加磁盘/加节点/加 shard”的预案。
• 变更管控：所有扩容操作在低峰时段执行，保持 备份可用，变更前后留存 rs.status()、sh.status() 与 df -h 的基线信息。
• 连接字符串治理：副本集使用连接串 mongodb://user:pwd@host1:27017,host2:27017/db?replicaSet=rs0& w=majority；分片通过 mongos 接入，避免直连分片。
• 安全合规：统一 keyFile、开启 authorization，限制 bindIp，并审计关键操作。

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