En los clústeres fragmentados, puedes crear zonas de datos particionados según la clave de partición. Puedes asociar cada zona con una o más particiones en el clúster. Una partición puede asociarse con cualquier número de zonas. En un clúster equilibrado, MongoDB migra fragmentos cubiertos por una zona solo a aquellos particiones asociados con la zona.
Tip
Al definir las zonas y los rangos de zonas antes de fragmentar una colección vacía o inexistente, la operación de "shard colletion" crea fragmentos para la zona definida rangos así como cualquier fragmento adicional para cubrir todo el rango de los valores de la clave de partición y realiza una distribución inicial de fragmentos basada en los rangos de zonas. Esta creación y distribución inicial de fragmentos permite una configuración más rápida del particionado zonificado. Después de la distribución inicial, el balanceador gestiona la distribución de fragmentos en adelante.
Consulta Predefinir zonas y rangos de zonas para una colección vacía o inexistente para ver un ejemplo.
Este tutorial utiliza Zonas para segmentar datos según un área geográfica.
A continuación se presentan algunos ejemplos de casos de uso de segmentación de datos por área geográfica:
Una aplicación que tenga que segmentar los datos de los usuarios por país.
Una base de datos que debe asignar recursos por país
El siguiente diagrama ilustra un clúster particionado que utiliza zonas geográficas para gestionar y satisfacer los requisitos de segmentación de datos.
Scenario
Una aplicación de chat financiero registra mensajes y rastrea el país del usuario originario. La aplicación almacena los registros en el chat base de datos bajo la colección messages. Los chats contienen información que debe ser segmentada por país para que los servidores locales en cada país puedan servir las solicitudes de lectura y guardar de los usuarios de ese país. Se puede asignar la misma zona a un grupo de países para compartir recursos.
La aplicación actualmente tiene usuarios en EE. UU., Reino Unido y Alemania. El campo country representa el país del usuario según su ISO 3166-1 Alfabeto-2
códigos de países de dos caracteres.
Los siguientes documentos representan una visión parcial de tres mensajes de chat:
{ "_id" : ObjectId("56f08c447fe58b2e96f595fa"), "country" : "US", "userid" : 123, "message" : "Hello there", ..., } { "_id" : ObjectId("56f08c447fe58b2e96f595fb"), "country" : "UK", "userid" : 456, "message" : "Good Morning" ..., } { "_id" : ObjectId("56f08c447fe58b2e96f595fc"), "country" : "DE", "userid" : 789, "message" : "Guten Tag" ..., }
clave de partición
La colección messages utiliza el índice compuesto { country : 1, userid : 1 } como clave de partición.
El campo country en cada documento permite crear una zona para cada valor de país distinto.
El campo userid proporciona un componente de cardinalidad alta y frecuencia baja a la clave de partición en relación con country.
Consulte Elegir una clave de partición para obtener instrucciones más generales sobre cómo seleccionar una clave de partición.
Arquitectura
El clúster tiene particiones en dos centros de datos: uno en Europa y otro en Norteamérica.
Zones
Esta aplicación requiere una zona por centro de datos.
EU- Centro de datos europeoLas particiones implementadas en este centro de datos están asignadas a la zona
EU.Para cada país que utilice el centro de datos
EUpara lecturas y guardados locales, cree un rango de zona para la zonaEUcon:un límite inferior de
{ "country" : <country>, "userid" : MinKey }un límite superior de
{ "country" : <country>, "userid" : MaxKey }
NA- Centro de datos de NorteaméricaLas particiones implementadas en este centro de datos están asignadas a la zona
NA.Para cada país que utilice el centro de datos
NApara lecturas y guardados locales, cree un rango de zona para la zonaNAcon:un límite inferior de
{ "country" : <country>, "userid" : MinKey }un límite superior de
{ "country" : <country>, "userid" : MaxKey }
Operaciones de escritura
Con las zonas, si un documento insertado o actualizado coincide con una zona configurada, solo podrá escribirse en una partición dentro de esa zona.
MongoDB puede guardar documentos que no coinciden con una zona configurada en cualquier partición del clúster.
Nota
El comportamiento descrito anteriormente requiere que el clúster esté en un estado estable, sin fragmentos que violen una zona configurada. Consulta la siguiente sección sobre el balanceador para obtener más información.
Operaciones de lectura
MongoDB puede enrutar consultas a una partición específica si la consulta incluye al menos el campo country.
Por ejemplo, MongoDB puede intentar una operación de lectura dirigida en la siguiente query:
chatDB = db.getSiblingDB("chat") chatDB.messages.find( { "country" : "UK" , "userid" : "123" } )
Las consultas sin el campo country realizan operaciones de difusión.
Balanceador
El balanceador migra los fragmentos a la partición apropiada cumpliendo cualquier zona configurada. Hasta la migración, las particiones pueden contener fragmentos que violan las zonas configuradas. Una vez que se complete el equilibrio, las particiones solo deberían contener fragmentos cuyos rangos no violen sus zonas asignadas.
Agregar o remover zonas o rangos de zonas puede provocar migraciones de fragmentos. Dependiendo del tamaño de tu conjunto de datos y de la cantidad de fragmentos que una zona o rango de zonas afecte, estas migraciones podrían afectar el rendimiento del clúster. Considera ejecutar tu balanceador durante ventanas programadas específicas. Consulta Programar la Ventana de Balance para un tutorial sobre cómo configurar una ventana de programación.
Seguridad
Para clústeres fragmentados que ejecutan Control de acceso basado en roles en implementaciones autogestionadas, autentícate como un usuario con al menos el rol clusterManager en la base de datos admin.
Procedimiento
Debes estar conectado a una mongos para crear zonas y rangos de zonas. No puedes crear zonas o rangos de zonas conectándote directamente a una partición.
Deshabilitar el balanceador (opcional)
Para reducir los impactos en el rendimiento, el balanceador puede estar desactivado en todo el clúster particionado para garantizar que no se produzcan migraciones durante la configuración de las nuevas zonas.
Utiliza sh.stopBalancer() para detener el balanceador del clúster.
sh.stopBalancer()
Utiliza sh.isBalancerRunning() para comprobar si el proceso de balanceador está en ejecución actualmente. Espere a que finalicen las rondas de equilibrado actuales antes de continuar.
Agrega cada partición a la zona adecuada
Añade cada partición en el centro de datos de Norteamérica a la zona NA.
sh.addShardTag(<shard name>, "NA")
Agrega cada partición en el centro de datos europeo a la zona EU.
sh.addShardTag(<shard name>, "EU")
Puede revisar las zonas asignadas a cualquier partición ejecutando sh.status().
Define los rangos para cada zona
Para los valores de la clave de partición donde country : US, defina un rango de la clave de partición y asócielo a la zona NA utilizando el método sh.addTagRange(). Este método requiere:
El namespace completo de la colección objetivo.
El límite inferior inclusivo del rango.
El límite superior exclusivo del rango.
El nombre de la zona.
sh.addTagRange( "chat.messages", { "country" : "US", "userid" : MinKey }, { "country" : "US", "userid" : MaxKey }, "NA" )
Para los valores de la clave de partición donde country : UK, defina un rango de la clave de partición y asócielo a la zona EU utilizando el método sh.addTagRange(). Este método requiere:
El namespace completo de la colección objetivo.
El límite inferior inclusivo del rango.
El límite superior exclusivo del rango.
El nombre de la zona.
sh.addTagRange( "chat.messages", { "country" : "UK", "userid" : MinKey }, { "country" : "UK", "userid" : MaxKey }, "EU" )
Para los valores de la clave de partición donde country : DE, defina un rango de la clave de partición y asócielo a la zona EU utilizando el método sh.addTagRange(). Este método requiere:
El namespace completo de la colección objetivo.
El límite inferior inclusivo del rango.
El límite superior exclusivo del rango.
El nombre de la zona.
sh.addTagRange( "chat.messages", { "country" : "DE", "userid" : MinKey }, { "country" : "DE", "userid" : MaxKey }, "EU" )
Los valores MinKey y MaxKey son valores especiales reservados para comparaciones. MinKey siempre se compara como menor que cualquier otro valor posible, mientras que MaxKey siempre se compara como superior a cualquier otro valor posible. Los rangos configurados capturan a todos los usuarios por cada device.
Se asignan tanto country : UK como country : DE a la zona EU. Esto asocia cualquier documento con UK o DE como valor para country en el centro de datos de la UE.
Habilita el balanceador (opcional)
Si el equilibrador se desactivó en los pasos anteriores, vuelva a habilitar el equilibrador al completar este procedimiento para reequilibrar el clúster.
Use sh.enableBalancing(), especificando el namespace de la colección, para iniciar el balanceador.
sh.enableBalancing("chat.message")
Utiliza sh.isBalancerRunning() para comprobar si el proceso del balanceador se está ejecutando actualmente.
Revisar los Cambios
La próxima vez que el balanceador se ejecute, dividirá fragmentos donde sea necesario y migrará fragmentos entre las particiones respetando las zonas configuradas.
Una vez que se complete el balanceo:
Las particiones en la zona
NAsolo deben contener documentos concountry : USylas particiones en la zona
EUsólo deben contener documentos concountry : UKocountry : DE.
Un documento con un valor para country diferente a US, UK o DE puede residir en cualquier partición del clúster.
Para confirmar la distribución de fragmentos, ejecuta sh.status().
Actualizando Zonas
La aplicación requiere las siguientes actualizaciones:
Los documentos con
country : UKahora deben estar asociados al nuevo centro de datosUK. Los datos del centro de datosEUdeben migrarseLa aplicación de chat ahora brinda soporte a usuarios en México. Los documentos con
country : MXdeben ser enviados al centro de datosNA.
Sigue los siguientes procedimientos para actualizar los rangos de zonas.
Deshabilitar el balanceador (opcional)
Para reducir el impacto en el rendimiento, el balanceador puede desactivarse en todo el clúster particionado para garantizar que no se realicen migraciones mientras se configuran las zonas nuevas o se remueven las antiguas.
Utiliza sh.stopBalancer() para detener el balanceador del clúster.
sh.stopBalancer()
Utiliza sh.isBalancerRunning() para comprobar si el proceso de balanceador está en ejecución actualmente. Espere a que finalicen las rondas de equilibrado actuales antes de continuar.
Agrega la nueva zona UK
Agrega cada partición en el centro de datos UK a la zona UK.
sh.addShardTag("<shard name>", "UK")
Puede revisar las zonas asignadas a cualquier partición ejecutando sh.status().
Remover el rango de zona anterior
Remueve el rango de zona anterior asociado al país UK utilizando el método sh.removeTagRange(). Este método requiere:
El namespace completo de la colección objetivo.
El límite inferior inclusivo del rango.
El límite superior exclusivo del rango.
sh.removeTagRange( "chat.messages", { "country" : "UK", "userid" : MinKey }, { "country" : "UK", "userid" : MaxKey } )
Agregar nuevos rangos de zonas
Para los valores de la clave de partición donde country : UK, defina un rango de la clave de partición y asócielo a la zona UK utilizando el método sh.addTagRange(). Este método requiere:
El namespace completo de la colección objetivo.
El límite inferior inclusivo del rango.
El límite superior exclusivo del rango.
El nombre de la zona.
sh.addTagRange( "chat.message", { "country" : "UK", "userid" : MinKey }, { "country" : "UK", "userid" : MaxKey }, "UK" )
Para los valores de la clave de partición donde country : MX, defina un rango de la clave de partición y asócielo a la zona NA utilizando el método sh.addTagRange(). Este método requiere:
El namespace completo de la colección objetivo.
El límite inferior inclusivo del rango.
El límite superior exclusivo del rango.
El nombre de la zona.
sh.addTagRange( "chat.messages", { "country" : "MX", "userid" : MinKey }, { "country" : "MX", "userid" : MaxKey }, "NA" )
Los valores MinKey y MaxKey son valores especiales reservados para comparaciones. MinKey siempre se compara como menor que cualquier otro valor posible, mientras que MaxKey siempre se compara como mayor que cualquier otro valor posible. Esto asegura que los dos rangos capturen todo el espacio de valores posible de userid.
Habilita el balanceador (opcional)
Si el equilibrador se desactivó en los pasos anteriores, vuelva a habilitar el equilibrador al completar este procedimiento para reequilibrar el clúster.
Utiliza sh.enableBalancing(), especificando el namespace de la colección, para iniciar el balanceador
sh.enableBalancing("chat.messages")
Utiliza sh.isBalancerRunning() para comprobar si el proceso del balanceador se está ejecutando actualmente.
Revisar los cambios
La próxima vez que el balanceador se ejecute, dividirá fragmentos donde sea necesario y migrará fragmentos entre las particiones respetando las zonas configuradas.
Antes de balancear:
las particiones en la zona
EUsolo contienen documentos dondecountry : DEocountry : UK, ydocumentos en los que
country : MXpodrían almacenarse en cualquier partición del clúster.
Después de equilibrar:
las particiones en la zona
EUsolo contienen documentos dondecountry : DE,las particiones en la zona
UKsolo contienen documentos dondecountry : UK, ylas particiones en la zona
NAsolo contienen documentos en los quecountry : USocountry : MX.
Un documento con un valor para country distinto de US, MX, UK o DE puede residir en cualquier partición del clúster.
Para confirmar la distribución de fragmentos, ejecuta sh.status().