Docker MongoDB v4.1.6 集群搭建
简单地在Docker环境上搭建一个无认证的MongoDB集群。
本文基于ubuntu18.04，MongoDB版本为4.1.6，Docker版本为19.0.0-ce

1. 本文使用的容器
集群角色    ContainerName    IP:port
Config Server    cfg_1    10.1.1.2:27019
Config Server    cfg_2    10.1.1.3:27019
Config Server    cfg_3    10.1.1.4:27019
Shard Server    shard1_1    10.1.1.5:27018
Shard Server    shard1_2    10.1.1.6:27018
Shard Server    shard1_3    10.1.1.7:27018
Shard Server    shard2_1    10.1.1.8:27018
Shard Server    shard2_2    10.1.1.9:27018
Shard Server    shard2_3    10.1.1.10:27018
Shard Server    shard3_1    10.1.1.11:27018
Shard Server    shard3_2    10.1.1.12:27018
Shard Server    shard3_3    10.1.1.13:27018
Mongos    mongos_1    10.1.1.14:27020
Mongos    mongos_2    10.1.1.15:27020
Mongos    mongos_3    10.1.1.16:27020
2. 从Docker Hub上拉取MongoDB镜像
docker pull mongo:4.1.6

3. Docker网络配置
为MongoDB集群创建独立的docker网桥

docker network create --subnet=10.1.1.0/24 mongodb0
4. 准备MongoDB集群配置文件
准备Docker挂载的目录

mkdir -p /home/w/mongoDB/configsvr
mkdir -p /home/w/mongoDB/shard1
mkdir -p /home/w/mongoDB/shard2
mkdir -p /home/w/mongoDB/shard3
mkdir -p /home/w/mongoDB/mongos
Config-Server 配置文件
路径：/home/w/mongoDB/configsvr/mongod.conf
说明：MongoDB v3.4 之后要求Config-Server也需要组成副本集形式
storage:
  dbPath: /data/db
  journal:
    enabled: true
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
net:
  bindIp: 127.0.0.1
processManagement:
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
replication:
  replSetName: cfg
sharding:
  clusterRole: configsvr
Shard-Server 配置文件
路径：/home/w/mongoDB/shard1/mongod.conf
说明：此处配置3个分片为shard1,shard2,shard3;每个分片都需要组成副本集。
shard2,shard3目录下配置文件同名，修改replSetName字段的值分别为’shard2’和’shard3’
storage:
  dbPath: /data/db
  journal:
    enabled: true
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
net:
  bindIp: 127.0.0.1
processManagement:
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
replication:
  replSetName: shard1
sharding:
  clusterRole: shardsvr
Mongos 配置文件
路径：/home/dmc/mongos/mongos.conf
说明：mongos不需要存储因此去掉storage字段；可任意配置net.port字段，需要指定processManagement.fork为true以–fork方式启动；sharding.configDB字段用于指定Config-Server集群地址，格式为[replSetName]/[config-server1:port],[config-server2:port],[config-server3:port]…
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongos.log
net:
  port: 27020
  bindIp: 127.0.0.1
processManagement:
  fork: true
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
sharding:
  configDB: cfg/10.1.1.2:27019,10.1.1.3:27019,10.1.1.4:27019
5. 启动Docker容器
启动3个Config-Server容器：
docker run -d --name=cfg_1 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.2 -v /home/w/mongoDBconfigsvr:/etc/mongodb mongo:4.1.6 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=cfg_2 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.3 -v /home/w/mongoDB/configsvr:/etc/mongodb mongo:4.1.6 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=cfg_3 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.4 -v /home/w/mongoDB/configsvr:/etc/mongodb mongo:4.1.6 -f /etc/mongodb/mongod.conf

进入其中一个容器配置Config-Server副本集：

# 宿主机
docker exec -it cfg_1 bash
# 容器中
mongo --port 27019
# Mongo Shell中
rs.initiate({
    "_id":"cfg",
    "members":[
        {
            "_id":0,
            "host":"10.1.1.2:27019"
        },
        {
            "_id":1,
            "host":"10.1.1.3:27019"
        },
        {
            "_id":2,
            "host":"10.1.1.4:27019"
        }
    ]
})
启动3*3个Shard-Server容器：
说明：分片服务器启动后默认是以27018作为端口。
# 启动第一个分片 - shard1
docker run -d --name=shard1_1 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.5 -v /home/dmc/shard1:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=shard1_2 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.6 -v /home/dmc/shard1:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=shard1_3 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.7 -v /home/dmc/shard1:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf

进入其中一个容器配置Shard-Server副本集：

# 宿主机
docker exec -it shard1_1 bash
# 容器中
mongo --port 27018
# Mongo Shell中
rs.initiate({
    "_id":"shard1",
    "members":[
        {
            "_id":0,
            "host":"10.1.1.5:27018"
        },
        {
            "_id":1,
            "host":"10.1.1.6:27018"
        },
        {
            "_id":2,
            "host":"10.1.1.7:27018"
        }
    ]
})
# 启动第二个分片 - shard2
docker run -d --name=shard2_1 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.8 -v /home/dmc/shard2:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=shard2_2 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.9 -v /home/dmc/shard2:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=shard2_3 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.10 -v /home/dmc/shard2:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
进入其中一个容器配置Shard-Server副本集：

# 宿主机
docker exec -it shard2_1 bash
# 容器中
mongo --port 27018
# Mongo Shell中
rs.initiate({
    "_id":"shard2",
    "members":[
        {
            "_id":0,
            "host":"10.1.1.8:27018"
        },
        {
            "_id":1,
            "host":"10.1.1.9:27018"
        },
        {
            "_id":2,
            "host":"10.1.1.10:27018"
        }
    ]
})
# 启动第三个分片 - shard3
docker run -d --name=shard3_1 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.11 -v /home/dmc/shard3:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=shard3_2 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.12 -v /home/dmc/shard3:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
docker run -d --name=shard3_3 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.13 -v /home/dmc/shard3:/etc/mongodb mongo:4.0.0 -f /etc/mongodb/mongod.conf
进入其中一个容器配置Shard-Server副本集：

# 宿主机
docker exec -it shard3_1 bash
# 容器中
mongo --port 27018
# Mongo Shell中
rs.initiate({
    "_id":"shard3",
    "members":[
        {
            "_id":0,
            "host":"10.1.1.11:27018"
        },
        {
            "_id":1,
            "host":"10.1.1.12:27018"
        },
        {
            "_id":2,
            "host":"10.1.1.13:27018"
        }
    ]
})
启动3个mongos服务器
说明：这里也使用了mongo镜像，但是需要开启mongos进程，mongod进程并不需要用到。
docker run -d --name=mongos_1 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.14 -v /home/dmc/mongos:/etc/mongodb mongo:4.0.0
docker run -d --name=mongos_2 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.15 -v /home/dmc/mongos:/etc/mongodb mongo:4.0.0
docker run -d --name=mongos_3 --network=mongodb0 --ip=10.1.1.16 -v /home/dmc/mongos:/etc/mongodb mongo:4.0.0

进入每个容器中，启动mongos进程（此处可以改进一下，自动运行mongos进程）

# 宿主机
docker exec -it mongos_1 bash
# 容器中
mongos -f /etc/mongodb/mongos.conf

可以就在其中一个mongos容器中使用mongo shell连接mongos进程配置分片集群。

# 连接mongos，端口号与mongos配置文件中设定一致
mongo -port 27020
# 将分片加入集群
sh.addShard("shard1/10.1.1.5:27018,10.1.1.6:27018,10.1.1.7:27018")
sh.addShard("shard2/10.1.1.8:27018,10.1.1.9:27018,10.1.1.10:27018")
sh.addShard("shard3/10.1.1.11:27018,10.1.1.12:27018,10.1.1.13:27018")

# 对数据库开启分片功能
sh.enableSharding("[dbName]")
# 对数据库中集合开启分片，并指定片键
sh.shardCollection("[dbName.collectionName]",{[keyName]:1})

6. 尝试写入数据观察数据分块
# 插入5百万个简单的文档，耐心等待插入结束
for(var i=1;i<=5000000;i++){
    db.coll1.insert({
        name:i,
        age:Math.round(Math.random() * 100),
        score1:Math.round(Math.random() * 100),
        score2:Math.round(Math.random() * 100),
        score3:Math.round(Math.random() * 100),
        score4:Math.round(Math.random() * 100),
        score5:Math.round(Math.random() * 100)
    });
}

# 查看分片状态
sh.status()