当 MongoDB 需要存储海量数据时，单节点不足以存储全量数据，且可能无法提供令人满意的吞吐量。所以，可以通过 MongoDB 分片机制来支持水平扩展。
分片集群特点
- 对应用完全透明
- 数据自动均衡
- 动态扩容
- 提供三种分片方式
分片集群组件
- shard (opens new window)：每个分片包含分片数据的子集。每个分片都可以部署为副本集。
- mongos (opens new window)：mongos 充当查询路由器，在客户端应用程序和分片集群之间提供接口。从 MongoDB 4.4 开始，mongos 可以支持 hedged reads (opens new window)以最大程度地减少延迟。
- config servers (opens new window)：提供集群元数据存储和分片数据分布的映射。
分片集群的分布
- MongoDB 复制集以 collection 为单位 ，将数据分布在集群中的各个分片上。最多允许 1024 个分片。
- MongoDB 复制集的分片之间数据不重复，只有当所有分片都正常时，才能完整工作。
- MongoDB 数据库可以同时包含分片和未分片的集合的 collection。分片 collection 会分布在集群中各节点上。而未分片的 collection 存储在主节点上。每个数据库都有其自己的主节点。
分片和未分片的 collection：
路由节点 mongos
要连接 MongoDB 分片集群 (opens new window)，必须连接到 mongos (opens new window)路由器。这包括分片和未分片的 collection。客户端不应该连接到单个分片节点进行读写操作。
连接 mongos (opens new window)的方式和连接 mongod (opens new window)相同，例如通过 mongo (opens new window)shell 或 MongoDB 驱动程序 (opens new window)。
路由节点的作用：
- 提供集群的单一入口
- 转发应用端请求
- 选择合适数据节点进行读写
- 合并多个数据节点的返回
一般，路由节点 mongos 建议至少 2 个。