Replicación y Sharding en MongoDB

Replica Sets

// Iniciar un replica set de 3 miembros
rs.initiate({
    _id: "rs0",
    members: [
        { _id: 0, host: "mongo1:27017", priority: 2 },   // preferido como primario
        { _id: 1, host: "mongo2:27017", priority: 1 },
        { _id: 2, host: "mongo3:27017", arbiterOnly: true }  // solo desempate
    ]
})

// Verificar estado
rs.status()

// Forzar elección de nuevo primario
rs.stepDown(60)

Preferencias de Lectura

// Leer de secundarias
const client = new MongoClient(uri, {
    readPreference: "secondaryPreferred"
})

// Opciones disponibles:
// primary            — siempre del primario (default)
// primaryPreferred   — primario si disponible
// secondary          — siempre de secundaria
// secondaryPreferred — secundaria si disponible
// nearest            — menor latencia

Write Concerns

// Escritura de mayoría (sobrevive failover)
await collection.insertOne(doc, {
    writeConcern: { w: "majority", j: true, wtimeout: 5000 }
})

// Sobrescribir por operación (solo primario)
await collection.updateMany(
    { estado: "pendiente" },
    { $set: { estado: "procesando" } },
    { writeConcern: { w: 1 } }
)

Arquitectura de Sharding

          ┌──────────────────┐
   App ──►│  mongos (router) │
          └────────┬─────────┘
                   │
         ┌─────────┼──────────┐
         ▼         ▼          ▼
      Shard 0   Shard 1    Shard 2
      RS(3)     RS(3)      RS(3)

Configurar Sharding

// Habilitar sharding en la base de datos
sh.enableSharding("miapp")

// Shard por hash (distribución uniforme)
sh.shardCollection("miapp.eventos", { _id: "hashed" })

// Shard por rango (consultas de rango naturales)
sh.shardCollection("miapp.metricas", { dispositivoId: 1, timestamp: 1 })

// Verificar distribución
db.eventos.getShardDistribution()

Elección del Shard Key

// ❌ Malo: ObjectId como rango → shard caliente
sh.shardCollection("miapp.logs", { _id: 1 })

// ✅ Bueno: hash para distribución uniforme
sh.shardCollection("miapp.logs", { _id: "hashed" })

// ✅ Bueno: clave compuesta para consultas de rango
sh.shardCollection("miapp.metricas", { tenantId: 1, creado_en: 1 })

Zone Sharding (Localidad de Datos)

// Etiquetar shards por región
sh.addShardTag("shard0", "LATAM")
sh.addShardTag("shard1", "US")

// Redirigir clientes de LATAM a shards de LATAM
sh.addTagRange(
    "miapp.usuarios",
    { pais: "MX", _id: MinKey },
    { pais: "MX", _id: MaxKey },
    "LATAM"
)