MongoDB
Explica cómo MongoDB distribuye colecciones entre shards mediante mongos, config servers y chunks para escalar almacenamiento y carga horizontalmente.
Sharding distribuye horizontalmente una colección entre varios . Cada shard almacena una parte de los documentos; enruta las operaciones y los config servers conservan metadata de distribución.
mongosapplication
↓
mongos
/ | \
shard A shard B shard CCada shard suele ser un replica set, por lo que sharding añade distribución sobre la alta disponibilidad.
Sharding tiene sentido cuando un replica set bien diseñado no puede sostener de forma razonable:
Antes corrige queries, índices, documentos y capacidad. Sharding no transforma un COLLSCAN en una query eficiente; puede ejecutar el scan en varios shards.
Almacenan rangos de datos y ejecutan queries targeted.
Router stateless desde la perspectiva de datos. Consulta metadata, dirige operaciones y combina resultados.
Mantienen metadata del cluster y también operan como replica set. Son críticos para disponibilidad y deben protegerse como infraestructura.
La shard key determina distribución y routing. MongoDB divide su espacio en rangos y asigna esos rangos a shards.
sh.shardCollection('app.orders', {
businessId: 1,
createdAt: 1
});Este ejemplo solo es correcto si cardinalidad, frecuencia, monotonicidad y queries lo justifican.
Si el filtro contiene la shard key o un prefijo suficiente, mongos puede dirigir la operación a uno o pocos shards.
{ businessId, orderId }Sin información de routing, mongos envía la query a muchos shards y combina respuestas.
query sin shard key
→ shard A ejecuta
→ shard B ejecuta
→ shard C ejecuta
→ mongos hace mergePuede ser aceptable para tareas raras, pero costoso para hot paths.
La distribución se representa mediante rangos. MongoDB divide y mueve rangos para equilibrar datos. Los detalles y terminología operacional evolucionan por versión, por lo que debes verificar la documentación del servidor objetivo.
El balancer migra rangos entre shards. Estas migraciones consumen:
El cluster no está perfectamente equilibrado en cada instante. Lo importante es que la distribución y throughput permanezcan dentro de objetivos.
Una escritura con shard key completa puede dirigirse al shard propietario. Sin ella, ciertas operaciones deben broadcast o pueden estar restringidas.
Incluye shard key en filtros de updates y deletes cuando sea posible:
{
businessId,
_id: orderId
}Cada shard necesita índices que soporten las query shapes locales. La shard key también impone requisitos de índice y uniqueness.
Un índice unique en una colección sharded solo puede garantizar ciertas identidades cuando incorpora la shard key según las reglas de versión. Diseña la identidad antes de sharding.
Pipelines pueden dividirse:
shards procesan stages locales
→ mongos o merge shard combina$group, $sort, $lookup y window functions pueden mover grandes volúmenes entre nodos. Revisa explain() distribuido y cardinalidad.
Las transacciones cross-shard son posibles en versiones modernas compatibles, pero añaden coordinación. Colocar datos que cambian juntos en el mismo shard reduce coste.
No uses sharding como sustituto de document boundaries adecuados.
Zones permiten asociar rangos a grupos de shards para:
La política debe considerar qué ocurre si una zona pierde capacidad y si la distribución crea hotspots.
Cambiar la shard key histórica era extremadamente costoso; versiones modernas ofrecen mecanismos de resharding bajo condiciones. Aun así, es una operación pesada que requiere capacidad, monitoreo, compatibilidad y plan de rollback.
Causas frecuentes:
Un hash distribuye escrituras, pero puede empeorar range queries y localidad.
No dimensionas solo almacenamiento total. Cada shard necesita margen para:
mongos antiguo frente a cluster actualizado.explain() y revisa shards alcanzados.Sharding distribuye capacidad y datos, pero convierte routing y shard key en decisiones estructurales. Las queries targeted escalan; scatter-gather multiplica trabajo. El diseño debe considerar distribución, localidad, índices, transacciones y operación antes de habilitar el primer shard.
mongos?Shard keys.