MongoDB 单机部署全攻略：从安装到优化

引言

MongoDB作为一款流行的非关系型数据库（NoSQL），以其灵活的数据模型、高扩展性和出色的性能，在大数据处理、实时应用及内容管理系统等领域得到广泛应用。对于开发测试环境或小型应用而言，单机部署MongoDB是最简单直接的方式。本文将详细阐述MongoDB单机部署的全过程，包括环境准备、安装配置、启动验证及性能优化等关键环节，旨在为开发者提供一份全面且实用的指南。

一、环境准备

1.1 操作系统选择

MongoDB支持多种操作系统，包括Linux、Windows和macOS。对于生产环境，推荐使用Linux系统，因其稳定性、性能及安全性更佳。本文以Ubuntu 20.04 LTS为例进行说明。

1.2 系统资源评估

部署前需评估系统资源，包括CPU、内存、磁盘空间及网络带宽。MongoDB对内存要求较高，尤其是处理大数据集时。建议至少4GB内存，对于生产环境，推荐8GB或以上。磁盘空间需根据数据量大小预估，并考虑未来增长。

1.3 依赖项安装

MongoDB依赖一些基础库，如libcurl3、openssl等。在Ubuntu上，可通过以下命令安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y libcurl3 openssl

二、MongoDB安装

2.1 下载MongoDB

访问MongoDB官网下载页面，选择适合的版本和操作系统。对于Ubuntu，推荐使用.deb包或通过apt仓库安装。

方法一：使用.deb包安装

wget https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu/dists/focal/mongodb-org/4.4/multiverse/binary-amd64/mongodb-org-server_4.4.6_amd64.deb
sudo dpkg -i mongodb-org-server_4.4.6_amd64.deb

方法二：通过apt仓库安装

wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-4.4.asc | sudo apt-key add -
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu focal/mongodb-org/4.4 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-4.4.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y mongodb-org

2.2 配置MongoDB

安装完成后，MongoDB服务会自动启动。配置文件通常位于/etc/mongod.conf。可根据需要修改以下关键配置：

• bindIp：指定MongoDB监听的IP地址，默认为127.0.0.1，仅允许本地连接。如需远程访问，改为0.0.0.0或特定IP。
• port：默认27017，可根据需要更改。
• storage.dbPath：数据存储路径，默认为/var/lib/mongodb。
• systemLog.path：日志文件路径，默认为/var/log/mongodb/mongod.log。

示例配置片段：

net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0  # 允许所有IP访问，生产环境应限制为特定IP
storage:
  dbPath: /data/mongodb
  journal:
    enabled: true
systemLog:
  destination: file
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
  logAppend: true

修改配置后，重启MongoDB服务：

sudo systemctl restart mongod

三、启动与验证

3.1 启动MongoDB

使用systemctl命令管理MongoDB服务：

sudo systemctl start mongod  # 启动
sudo systemctl enable mongod  # 设置开机自启

3.2 验证安装

连接MongoDB，执行简单命令验证：

mongo --host 127.0.0.1 --port 27017
# 或使用mongo shell直接连接
mongo

连接成功后，执行db.runCommand({ping: 1})，如返回{"ok": 1}，则表示MongoDB运行正常。

四、性能优化

4.1 内存配置

MongoDB使用内存映射文件（mmap）管理数据，因此增加文件系统缓存大小可提升性能。在/etc/sysctl.conf中添加：

vm.swappiness = 1  # 减少swap使用，优先使用内存
vm.dirty_background_ratio = 5  # 脏页背景刷新比例
vm.dirty_ratio = 15  # 脏页最大比例

应用配置：

sudo sysctl -p

4.2 索引优化

合理创建索引可显著提升查询性能。使用explain()分析查询计划，针对高频查询字段创建索引。

// 示例：为users集合的name字段创建索引
db.users.createIndex({name: 1})

4.3 监控与维护

使用MongoDB内置工具或第三方监控软件（如Prometheus+Grafana）监控数据库状态，包括连接数、内存使用、磁盘I/O等。定期执行db.repairDatabase()修复可能的数据损坏。

五、安全加固

5.1 启用认证

在/etc/mongod.conf中启用认证：

security:
  authorization: enabled

重启MongoDB后，创建管理员用户：

use admin
db.createUser({
  user: "admin",
  pwd: "securePassword",
  roles: ["root"]
})

连接时需指定用户名和密码：

mongo --host 127.0.0.1 --port 27017 -u admin -p securePassword --authenticationDatabase admin

5.2 防火墙设置

使用ufw或iptables限制访问MongoDB的IP：

sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 27017  # 仅允许192.168.1.0/24网段访问

六、总结

MongoDB单机部署简单快捷，适合开发测试及小型应用。通过合理配置、性能优化及安全加固，可构建高效稳定的数据库环境。本文详细介绍了从环境准备到安全加固的全过程，希望能为开发者提供有价值的参考。随着业务发展，当单机无法满足需求时，可考虑向副本集或分片集群迁移，以实现更高可用性和扩展性。