集群組件——單機實例(mongod instance)

只有一個單機實例，客戶端與其直接連接使用。

集群組件——副本集(Replica sets)

副本集通常由至少3個節點組成。其中一個是主節點，負責處理客戶端請求，其余的都是從節點，負責復制主節點上的數據。 mongodb各個節點常見的搭配方式為：一主多從（正常情況下至少3個節點組成副本集）。 主節點記錄在其上的所有操作，從節點定期輪詢主節點獲取這些操作，然后對自己的數據副本執行這些操作，從而保證從節點的數據與主節點一致。 選舉機制：當一個節點掛掉之后需要滿足“大多數”成員投票，如果不滿足大多數的話，會造成多個節點成為主節點。通常節點之間通信斷掉之后，會認為其他節點不可用，如果5個節點的副本集，其中3個與另外兩個不在同一個機房，當兩個機房通信斷開時，兩個節點的機房認為其他3個節點多掛了，就會開始選舉。這個時候其他3個節點其實是可用的只是與另外兩個節點斷開而已，這個時候就會出現2個主節點。

集群組件——分片(Sharding)

分片是將一個集合的數據分別存儲在不同的shard節點上減輕單機壓力 Shard Keys 的選擇很重要，MongoDB主要根據Shard Keys來劃分數據，Shard Keys可以由文檔的一個或者多個物理鍵值組成，對于分片Key的選定直接決定了集群中數據分布是否均衡、集群性能是否合理。

集群組件——路由服務器(mongos)

路由服務器負責把對應的數據請求請求轉發到對應的shard服務器上 mongos，數據庫集群請求的入口，所有的請求都通過mongos進行協調，不需要在應用程序添加一個路由選擇器，mongos自己就是一個請求分發中心，它負責把對應的數據請求請求轉發到對應的shard服務器上。在生產環境通常有多mongos作為請求的入口，防止其中一個掛掉所有的mongodb請求都沒有辦法操作。

集群組件——配置服務器(mongos)

存儲所有數據庫元信息（路由、分片）的配置。mongos本身沒有物理存儲分片服務器和數據路由信息，只是緩存在內存里，配置服務器則實際存儲這些數據。 配置服務器相當與集群大腦，存儲所有數據庫元信息（路由、分片）的配置。mongos本身沒有物理存儲分片服務器和數據路由信息，只是緩存在內存里，配置服務器則實際存儲這些數據。mongos第一次啟動或者關掉重啟就會從 config server 加載配置信息，以后如果配置服務器信息變化會通知到所有的 mongos 更新自己的狀態，這樣 mongos 就能繼續準確路由。在生產環境通常有多個 config server 配置服務器，因為它存儲了分片路由的元數據，這個可不能丟失！就算掛掉其中一臺，只要還有存貨， mongodb集群就不會掛掉。

集群組件——集群架構

一個典型的集群結構如下： 集群的組成： 單機mongod 組成副本集 -> 分片, 客戶端通過mongos 讀取 config servers的信息與分片通信，客戶端程序感覺不到集群的存在，他只需要知道mongos服務器的ip和連接方式，至于它有多少個集群ip 都不需要關注，mongos 會自動選擇。

Shards

每一個shard包括一個或多個服務和存儲數據的mongod進程（mongod是MongoDB數據的核心進程），典型的每個shard開啟多個服務來提高服務的可用性。這些服務/mongod進程在shard中組成一個復制集。