在数据存储和管理领域，MongoDB是一款备受青睐的开源、面向文档的数据库，因其高性能、高可扩展性和灵活的数据模型，在众多项目中得到广泛应用。而Ubuntu作为流行的开源操作系统，为MongoDB的部署提供了稳定的环境。本文将详细介绍如何在Ubuntu系统上部署MongoDB集群，为你的数据存储需求提供更强大的支持。
准备工作
在开始搭建MongoDB集群之前，你需要确保完成以下准备工作：
1. 至少准备三台运行Ubuntu系统的服务器，这里我们以Ubuntu 20.04为例。确保各服务器之间网络连通，可通过ping命令进行测试。
2. 为每台服务器设置静态IP地址，这样可以保证集群在运行过程中网络的稳定性。以其中一台服务器为例，编辑网络配置文件：
sudo nano /etc/netplan/00-installer-config.yaml
将文件内容修改为类似如下格式：
network:
ethernets:
eth0:
dhcp4: no
addresses: [192.168.1.101/24]
gateway4: 192.168.1.1
nameservers:
addresses: [8.8.8.8, 8.8.4.4]
version: 2保存并退出，然后应用配置：
sudo netplan apply
3. 更新服务器的软件包列表，确保安装最新的安全补丁和软件更新：
sudo apt update sudo apt upgrade -y
安装MongoDB
在每台服务器上安装MongoDB，步骤如下：
1. 导入MongoDB的GPG密钥，以确保下载的软件包的完整性和安全性：
wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-5.0.asc | sudo apt-key add -
2. 添加MongoDB的软件源：
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu focal/mongodb-org/5.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-5.0.list
3. 更新软件包列表以包含新添加的MongoDB软件源：
sudo apt update
4. 安装MongoDB社区版：
sudo apt install -y mongodb-org
配置MongoDB
配置MongoDB以适应集群环境，步骤如下：
1. 编辑MongoDB配置文件 /etc/mongod.conf，在每台服务器上进行如下修改：
将 bindIp 修改为服务器的IP地址，允许其他服务器访问：
bindIp: 192.168.1.101 # 替换为实际的服务器IP
启用副本集功能，并指定副本集名称，这里我们命名为 myReplicaSet：
replication: replSetName: "myReplicaSet"
2. 保存并退出配置文件后，重启MongoDB服务：
sudo systemctl restart mongod
3. 设置MongoDB服务开机自启：
sudo systemctl enable mongod
初始化副本集
选择一台服务器作为主节点（通常是第一台服务器），初始化副本集，步骤如下：
1. 连接到MongoDB服务器：
mongo --host 192.168.1.101
2. 在MongoDB shell中，初始化副本集：
rs.initiate({
_id: "myReplicaSet",
members: [
{ _id: 0, host: "192.168.1.101:27017" },
{ _id: 1, host: "192.168.1.102:27017" },
{ _id: 2, host: "192.168.1.103:27017" }
]
})这将创建一个名为 myReplicaSet 的副本集，并包含三台服务器。等待一段时间，MongoDB会自动选举出主节点。
验证副本集状态
在主节点上，验证副本集的状态：
1. 连接到MongoDB shell：
mongo --host 192.168.1.101
2. 运行以下命令查看副本集状态：
rs.status()
如果一切正常，你将看到副本集中每个成员的状态信息，包括主节点和从节点。主节点的状态为 PRIMARY，从节点的状态为 SECONDARY。
配置分片集群（可选）
如果你的数据量非常大，需要更高的可扩展性，可以考虑配置分片集群。以下是配置分片集群的基本步骤：
1. 准备额外的服务器作为分片服务器和配置服务器。例如，再准备三台服务器分别作为分片服务器，另外一台服务器作为配置服务器。
2. 在每台分片服务器和配置服务器上安装MongoDB，并进行基本的配置，确保 bindIp 和 replSetName 正确设置。
3. 启动配置服务器：
mongod --configsvr --replSet configReplSet --port 27019 --dbpath /data/configdb
4. 初始化配置服务器副本集：
mongo --host 192.168.1.104:27019
rs.initiate({
_id: "configReplSet",
configsvr: true,
members: [
{ _id: 0, host: "192.168.1.104:27019" }
]
})5. 启动分片服务器：
mongod --shardsvr --replSet shard01 --port 27018 --dbpath /data/sharddb01
6. 初始化分片服务器副本集，方法与初始化普通副本集类似。
7. 启动路由服务器（mongos）：
mongos --configdb configReplSet/192.168.1.104:27019 --port 27017
8. 连接到路由服务器，添加分片：
mongo --host 192.168.1.105:27017
sh.addShard("shard01/192.168.1.106:27018")安全设置
为了保障MongoDB集群的安全，你需要进行以下设置：
1. 启用身份验证：在MongoDB配置文件 /etc/mongod.conf 中添加以下内容：
security: authorization: enabled
2. 创建管理员用户：
mongo --host 192.168.1.101
use admin
db.createUser({
user: "admin",
pwd: "password",
roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]
})3. 重启MongoDB服务使配置生效：
sudo systemctl restart mongod
4. 访问MongoDB时，需要提供用户名和密码：
mongo --host 192.168.1.101 -u "admin" -p "password" --authenticationDatabase "admin"
监控与维护
定期监控MongoDB集群的性能和状态，可使用以下工具和方法：
1. 使用MongoDB自带的 db.serverStatus() 命令查看服务器状态信息。
2. 安装MongoDB Compass，这是一款官方提供的可视化工具，可直观地查看和管理MongoDB集群。
3. 定期备份数据，可使用 mongodump 和 mongorestore 工具进行备份和恢复操作。例如，备份数据库：
mongodump --host 192.168.1.101 -u "admin" -p "password" --authenticationDatabase "admin" --out /backup
4. 监控服务器的硬件资源使用情况，如CPU、内存、磁盘I/O等，确保服务器性能稳定。
通过以上步骤，你可以在Ubuntu系统上成功部署MongoDB集群，并进行基本的配置和管理。在实际应用中，根据具体需求进行适当的调整和优化，以满足不同的业务场景。
