MongoDB ਵਿੱਚ sharding ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Sharding** MongoDB ਦਾ **ਹਰਿਜੋਗੀ ਸਕੇਲਿੰਗ** ਦਾ ਢੰਗ ਹੈ — ਡੇਟਾ ਨੂੰ ਕਈ ਸਰਵਰਾਂ (**shards**) ਵਿੱਚ ਵਿਤਰਿਤ ਕਰਨਾ ਤਾਂ ਜੋ ਡੇਟਾਬੇਸ ਉਹਨਾਂ ਡੇਟਾਸੇਟਾਂ ਅਤੇ ਥ੍ਰੁਪੁਟ ਨੂੰ ਸੰਭਾਲ ਸਕੇ ਜੋ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਸਰਵਰ ਨਹੀਂ ਸੰਭਾਲ ਸਕਦਾ। ਇਹ ਡੇਟਾ ਨੂੰ **shard key** ਦੁਆਰਾ ਵਿਭਾਜਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, MongoDB ਕਿਊਰੀਜ਼ ਨੂੰ ਸਹੀ shards ਤੱਕ ਰੂਟ ਕਰਦਾ ਹੈ।

## ਸ਼ਾਰਡ ਕਿਉਂ ਕਰਨਾ: ਇੱਕ ਸਰਵਰ ਤੋਂ ਪਰਾ ਸਕੇਲ ਕਰਨਾ

```text
A single server has limits (storage, RAM, write throughput). When data/load exceeds
what one server (even a powerful one) can handle, SHARDING distributes it:
  → data is split across multiple SHARDS (each a replica set)
  → each shard holds a SUBSET of the data → combined capacity scales horizontally
  → handles huge datasets and high write throughput
```

## Sharding ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ

```text
The sharded cluster has three parts:
  SHARDS    → each holds a portion of the data (each shard is itself a replica set)
  mongos    → query ROUTER — apps connect here; it routes queries to the right shard(s)
  CONFIG SERVERS → store metadata (which data is on which shard)

Data is partitioned by the SHARD KEY into CHUNKS, distributed across shards.
MongoDB balances chunks across shards automatically.
```

## Shard key — ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਫੈਸਲਾ

```js
sh.shardCollection("mydb.orders", { customerId: 1 });   // shard by customerId
```

```text
The SHARD KEY determines how data is distributed — choosing it well is CRITICAL:
  ✓ HIGH CARDINALITY (many distinct values) → data spreads evenly
  ✓ EVEN DISTRIBUTION of reads/writes → no hot shards
  ✓ Queries include the shard key → routed to ONE shard (targeted, fast)
  ✗ A BAD shard key → uneven distribution (hotspots), or queries hitting ALL shards
    (scatter-gather, slow) → poor scaling. Hard to change later!
Strategies: ranged sharding, HASHED sharding (even distribution), zoned sharding.
```

## ਟਾਰਗੈਟ ਵਰਸਸ scatter-gather ਕਿਊਰੀਜ਼

```text
Query INCLUDES the shard key → routed to the specific shard(s) → fast (targeted)
Query WITHOUT the shard key → must query ALL shards (scatter-gather) → slower
→ Design the shard key around your common query patterns.
```

## ਇਹ ਮਾਇਨੇ ਕਿਉਂ ਰਖਦਾ ਹੈ

Sharding **MongoDB ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਡੇਟਾਸੇਟਾਂ ਅਤੇ ਉੱਚ ਥ੍ਰੁਪੁਟ ਤੱਕ ਸਕੇਲ ਕਰਨ** ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਜਾਣਕਾਰੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਇਸ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ ਵੱਡੇ-ਪੈਮਾਨੇ MongoDB ਤੈਨਾਤੀ ਲਈ ਬਜ਼ੁਰਗ-ਸਤਰ ਦੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਹੈ।

ਮੂਲ ਮੁੱਲ ਹੈ **ਹਰਿਜੋਗੀ ਸਕੇਲਿੰਗ**: ਜਦੋਂ ਡੇਟਾ ਜਾਂ ਲੋਡ ਇੱਕ ਸਰਵਰ ਸੰਭਾਲ ਸਕਦਾ ਹੈ ਤੋਂ ਵਧ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, sharding ਡੇਟਾ ਨੂੰ ਕਈ shards ਵਿੱਚ ਵਿਤਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਹਰਿਜੋਗੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਕੇਲ ਕਰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਵਿਸ਼ਾਲ ਡੇਟਾਸੇਟਾਂ ਅਤੇ ਉੱਚ ਲਿਖਤ ਥ੍ਰੁਪੁਟ ਨੂੰ ਸੰਭਾਲਿਆ ਜਾ ਸਕੇ ਜੋ ਲੰਬਕਾਰੀ ਸਕੇਲਿੰਗ (ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਸਰਵਰ) ਨਹੀਂ ਪਹੁੰਚ ਸਕਦਾ — ਇਹ ਵੱਡੇ-ਪੈਮਾਨੇ ਸਿਸਟਮਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਸਮਰੱਥਾ ਹੈ।

**ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ** ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ (shards ਹਰ ਇੱਕ ਡੇਟਾ ਦਾ ਇੱਕ ਸਬਸਮੂਹ ਰੱਖਦਾ ਹੈ, `mongos` ਕਿਊਰੀ ਰਾউਟਰ ਕਿਊਰੀਜ਼ ਨੂੰ ਨਿਰਦੇਸ਼ਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਕਾਨਫਿਗ ਸਰਵਰ ਮੈਟਾਡੇਟਾ ਸਟੋਰ ਕਰਦੇ ਹਨ) ਬੁਨਿਆਦੀ ਹੈ।

ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ, **shard key** ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ — ਉਹ ਖੇਤ(ਖੇਤਰ) ਜੋ ਡੇਟਾ ਵਿਤਰਣ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੇ ਹਨ — ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ **ਇਹ ਸਭ ਤੋਂ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਅਤੇ ਸਖ਼ਤ-ਬਦਲਣਾ ਸ਼ਾਰਡਿੰਗ ਫੈਸਲਾ ਹੈ**: ਇੱਕ ਚੰਗੀ shard key (ਉੱਚ cardinality, ਸਮਾਨ ਵਿਤਰਣ, ਕਿਊਰੀ ਪੈਟਰਨਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਸੰਗਤ) ਡੇਟਾ ਅਤੇ ਲੋਡ ਨੂੰ ਬਰਾਬਰ ਸਪ੍ਰੇਡ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਟਾਰਗੈਟ ਕੀਤੀ ਕਿਊਰੀਜ਼ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਖਰਾਬ shard key ਹਾਟਸਪਾਟਸ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀ ਹੈ (ਅਸਮਾਨ ਲੋਡ), scatter-gather ਕਿਊਰੀਜ਼ (ਸਾਰੇ shards ਨੂੰ ਮਾਰ ਰਹੀ, ਹੌਲੀ), ਅਤੇ ਮਾੜੀ ਸਕੇਲਿੰਗ।

**ਟਾਰਗੈਟ ਬਾਮ scatter-gather ਕਿਊਰੀਜ਼** ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ (ਕਿਊਰੀਜ਼ shard key ਸਮੇਤ ਖਾਸ shards ਨੂੰ ਨਿਰਭਰ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਰੂਟ ਕਰਦੀ ਹੈ; ਆਸ ਤੋਂ ਬਿਨਾ ਸਾਰੇ shards ਨੂੰ ਮਾਰਦੀ ਹੈ) shard key ਨੂੰ ਕਿਊਰੀ ਪੈਟਰਨਾਂ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਡਿਜ਼ਾਇਨ ਕਰਨ ਨੂੰ ਮਜ਼ਬੂਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਕਿਉਂਕਿ ਵਿਸ਼ਾਲ ਡੇਟਾ ਤੱਕ ਸਕੇਲਿੰਗ ਉੱਚ-ਵਾਧੇ ਦੀ ਐਪਲੀਕੇਸਨਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਅਸਲ ਚੁਣੌਤੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਿਉਂਕਿ sharding (MongoDB ਦਾ ਹਰਿਜੋਗੀ ਸਕੇਲਿੰਗ ਮਕਾਨਿਜ਼ਮ) ਸਾਵਧਾਨੀ ਨਾਲ ਸਮਝ ਦੀ ਲੋੜ ਕਰਦਾ ਹੈ — ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ, ਸਖ਼ਤ-ਬਦਲਣਾ shard key ਫੈਸਲਾ ਅਤੇ ਇਸ ਦਾ ਵਿਤਰਣ ਅਤੇ ਕਿਊਰੀ ਸਮਰੱਥਾ 'ਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵ — sharding ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ MongoDB ਸਕੇਲਿੰਗ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਬਜ਼ੁਰਗ-ਸਤਰ ਦੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਹੈ, ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾ ਜੋ ਹਰਿਜੋਗੀ ਡੇਟਾਬੇਸ ਸਕੇਲਿੰਗ ਦੀ ਸਮਝ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇੱਕ ਜਾਗਾ ਹੈ ਜਿੱਥੇ shard-key ਫੈਸਲਾ ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੱਡੇ-ਪੈਮਾਨੇ ਸਿਸਟਮਾਂ ਨੂੰ ਸੰਭਾਲਣ ਲਈ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਬਜ਼ੁਰਗ ਭੂਮਿਕਾਵਾਂ ਲਈ ਡੂੰਘੀ, ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ MongoDB ਸਕੇਲਿੰਗ ਮੁਹਾਰਤ ਨੂੰ ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਸ਼ਾਰਡ ਕਿਉਂ ਕਰਨਾ: ਇੱਕ ਸਰਵਰ ਤੋਂ ਪਰਾ ਸਕੇਲ ਕਰਨਾ

Sharding ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ

Shard key — ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਫੈਸਲਾ

ਟਾਰਗੈਟ ਵਰਸਸ scatter-gather ਕਿਊਰੀਜ਼

ਇਹ ਮਾਇਨੇ ਕਿਉਂ ਰਖਦਾ ਹੈ

ਸੰਬੰਧਿਤ ਸਵਾਲ