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三台服务器部署 MongoDB 4.4 分片集群（含认证与排错总结）

阅读需 4 分钟

实测环境：CentOS 7 / MongoDB 4.4.29 集群节点：

  • 10.5.51.156
  • 10.5.51.157
  • 10.5.51.159

一、目标架构​

集群结构​

角色IP端口说明
Config Server 副本集（configs）156 / 157 / 15936001 / 36002 / 36003保存分片元数据
Shard01 副本集（shard01）156 / 15737001 / 37002存储分片数据
Shard02 副本集（shard02）15937003备用分片，可后续扩展
Mongos 路由入口15636501客户端统一访问入口

二、环境准备​

1️⃣ 安装 MongoDB​

cd /usr/local/src
tar -xzf mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.29.tgz
mv mongodb-linux-x86_64-rhel70-4.4.29 /usr/local/mongodb
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/mongodb/bin' >> /etc/profile
source /etc/profile

验证安装：

which mongod

2️⃣ 创建目录结构​

每台服务器执行：

mkdir -p /data/mongo/{config1,config2,config3,shard01a,shard01b,shard02a,mongos}/log

3️⃣ 防火墙放行端口​

firewall-cmd --permanent --add-port=36001-36003/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=36501/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=37001-37003/tcp
firewall-cmd --reload

三、Config Server 副本集配置​

配置文件（YAML 格式）​

10.5.51.156 → /data/mongo/config1.conf​

systemLog:
  destination: file
  path: /data/mongo/config1/log/config.log
  logAppend: true

storage:
  dbPath: /data/mongo/config1

net:
  bindIp: 0.0.0.0
  port: 36001

processManagement:
  fork: true

replication:
  replSetName: configs

sharding:
  clusterRole: configsvr

security:
  keyFile: /data/mongo/keyfile
  authorization: enabled

157、159 节点分别为config2,config3,修改 dbPath 和 port。

启动与初始化​

mongod -f /data/mongo/config1.conf
mongod -f /data/mongo/config2.conf
mongod -f /data/mongo/config3.conf

初始化：

mongo --host 10.5.51.156 --port 36001
rs.initiate({
  _id: "configs",
  configsvr: true,
  members: [
    {_id: 0, host: "10.5.51.156:36001"},
    {_id: 1, host: "10.5.51.157:36002"},
    {_id: 2, host: "10.5.51.159:36003"}
  ]
})

四、Shard 副本集配置​

Shard01（156 主，157 从）​

/data/mongo/shard01a.conf​

systemLog:
  destination: file
  path: /data/mongo/shard01a/log/shard01a.log
  logAppend: true

storage:
  dbPath: /data/mongo/shard01a

net:
  bindIp: 0.0.0.0
  port: 37001

processManagement:
  fork: true

replication:
  replSetName: shard01

sharding:
  clusterRole: shardsvr

security:
  keyFile: /data/mongo/keyfile
  authorization: enabled

初始化：

mongod -f /data/mongo/shard01a.conf
mongod -f /data/mongo/shard01b.conf

mongo --host 10.5.51.156 --port 37001
rs.initiate({
  _id: "shard01",
  members: [
    {_id: 0, host: "10.5.51.156:37001"},
    {_id: 1, host: "10.5.51.157:37002"}
  ]
})

Shard02（159 单节点）​

/data/mongo/shard02a.conf

systemLog:
  destination: file
  path: /data/mongo/shard02a/log/shard02a.log
  logAppend: true

storage:
  dbPath: /data/mongo/shard02a

net:
  bindIp: 0.0.0.0
  port: 37003

processManagement:
  fork: true

replication:
  replSetName: shard02

sharding:
  clusterRole: shardsvr

security:
  keyFile: /data/mongo/keyfile
  authorization: enabled

初始化：

mongod -f /data/mongo/shard02a.conf
mongo --host 10.5.51.159 --port 37003
rs.initiate({_id: "shard02", members: [{_id: 0, host: "10.5.51.159:37003"}]})

五、Mongos 路由配置​

/data/mongo/mongos/mongos.conf

systemLog:
  destination: file
  path: /data/mongo/mongos/log/mongos.log
  logAppend: true

net:
  bindIp: 0.0.0.0
  port: 36501

processManagement:
  fork: true

sharding:
  configDB: configs/10.5.51.156:36001,10.5.51.157:36002,10.5.51.159:36003

security:
  keyFile: /data/mongo/keyfile

启动：

mongos -f /data/mongo/mongos/mongos.conf

六、启用认证与 KeyFile 机制​

1️⃣ 生成 keyfile（在任意一台机器）​

openssl rand -base64 756 > /data/mongo/keyfile
chmod 600 /data/mongo/keyfile

2️⃣ 分发到所有节点​

scp /data/mongo/keyfile root@10.5.51.157:/data/mongo/keyfile
scp /data/mongo/keyfile root@10.5.51.159:/data/mongo/keyfile
chmod 600 /data/mongo/keyfile

keyfile 必须内容完全一致，权限严格为 600。

七、创建管理员账号​

连接 mongos：

mongo --host 10.5.51.156 --port 36501

创建用户：

use admin
db.createUser({
  user: "admin",
  pwd: "StrongPassword123",
  roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]
})

八、在 mongos 中添加分片​

mongo --host 10.5.51.156 --port 36501 -u admin -p StrongPassword123 --authenticationDatabase admin
use admin
sh.addShard("shard01/10.5.51.156:37001,10.5.51.157:37002")
sh.addShard("shard02/10.5.51.159:37003")
sh.status()

九、Spring Boot & Navicat 连接方式​

✅ Spring Boot​

spring:
  data:
    mongodb:
      uri: mongodb://admin:StrongPassword123@10.5.51.156:36501/admin

✅ Navicat​

选项值
主机10.5.51.156
端口36501
用户名admin
密码StrongPassword123
验证数据库admin

🔧 十、常见问题与解决办法​

问题日志提示解决方法
mongod: command not found命令找不到没加入 PATH，执行 export PATH=$PATH:/usr/local/mongodb/bin
Error parsing YAMLYAML 格式错误使用 2 空格缩进，冒号后有空格
permission on keyfile are too open权限不对执行 chmod 600 /data/mongo/keyfile
BadValue: keyFile is required启用了 auth 但没 keyfile增加 security.keyFile
unrecognized option: security.authorization仅 mongos 报错删除 mongos 配置里的 authorization
Address already in use端口冲突pkill mongod 后再启动
child process failed启动失败查看日志，一般是路径或权限问题

✅ 十一、启动与关闭顺序​

顺序启动关闭
1Config ServerMongos
2Shard ServerShard Server
3MongosConfig Server

十二、验证​

mongo --host 10.5.51.156 --port 36501 -u admin -p StrongPassword123 --authenticationDatabase admin
use testdb
sh.enableSharding("testdb")
sh.shardCollection("testdb.users", {uid: 1})
db.users.insert({uid:1,name:"Alice"})
db.users.find()

✅ 如果能成功写入并读出数据，说明分片集群搭建成功！

🔚 十三、总结​

模块核心要点
架构三机分片集群（configs + shard01 + shard02 + mongos）
安全keyfile + 用户认证
配置全部 YAML 格式，缩进 2 空格
权限keyfile 必须 600
启动顺序config → shard → mongos
管理方式通过 mongos 登录管理
可扩展性可后续添加新的 shard 副本集
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