MongoDB的分片通常在以下情况下被考虑：

• 数据量巨大：当单个MongoDB实例无法容纳所有数据时，可以考虑使用分片。例如，当数据量达到T级别时，磁盘和内存可能不足以存储和处理所有数据。

• 性能需求：当单个mongod进程无法满足写数据的性能需求时，可以使用分片。分片可以将数据分散到多个服务器上，从而提高性能。

• 内存限制：如果单个MongoDB实例的内存不足以加载大量数据，可以考虑使用分片将数据分散到多个服务器上，以便利用更多的内存资源。

• CPU处理能力达到极限：当单个MongoDB实例的CPU处理能力达到极限时，可以考虑使用分片将数据分散到多个服务器上，以便并行处理多个查询和写入操作。

MongoDB的分片集群由以下三个服务组成：

1. Shards Server：每个shard由一个或多个mongod进程组成，用于存储数据。

2. Config Server：用于存储集群的Metadata信息，包括每个Shard的信息和chunks信息。这是集群的大脑，因为必须首先创建配置服务器。Config Server是一个独立的mongod进程，保存着关于每个服务器包含哪些数据的所有元数据。它不需要太多的空间和资源，因为保存的只是数据的分布表。当服务不可用时，则变成只读，无法分块、迁移数据。

3. Route Server（mongos）：起到一个路由的功能，供程序连接。本身不保存数据，在启动时从配置服务器加载集群信息，开启mongos进程需要知道配置服务器的地址。

关于Config Server的具体配置步骤如下：

1. 创建文件夹：在服务器上创建相应的文件夹来存储配置数据和日志文件。

2. 启动配置服务器：在相应的文件夹中启动配置服务器进程。启动时需要指定configsvr选项。

MongoDB的分片是一种将数据拆分并分散到多个服务器上的技术，用于增加数据库的扩展性和性能。在分片集群中，mongos进程是一个路由进程，负责将客户端的请求正确地路由到相应的分片上。

mongos进程充当了客户端与分片集群之间的中间层。客户端通过连接到mongos来执行数据库操作，而不需要直接与分片进行交互。mongos接收到客户端的请求后，会根据请求的类型和相关的分片键值等信息，将请求路由到正确的分片上。

mongos进程还负责处理与分片集群的通信和协调。它与配置服务器进行交互，获取集群的元数据和配置信息，以决定如何路由请求。此外，mongos还会管理分片集群的状态，并在必要时执行数据迁移和重新平衡操作。

MongoDB 的自动分片功能基于一些预设的规则。这些规则包括在哪个字段上进行分片以及数据应如何分布到不同的分片上。

要使 MongoDB 自动分片，需要执行以下步骤：

1. 配置分片集群：首先，需要设置一个分片集群，包括配置服务器、路由服务器（mongos）和数据分片。

2. 确定分片键：选择一个字段作为分片键。分片键是用于决定数据如何在分片之间分布的字段。例如，如果有一个按日期存储的日志数据，可能会选择日期字段作为分片键。

3. 启用分片：在 MongoDB 集合上启用分片。这通常是通过执行一个分片相关的命令完成的，如 sh.enableSharding()。

4. 选择分片键：使用 sh.shardCollection() 命令并指定分片键来告诉 MongoDB 如何对数据进行拆分。

5. 数据迁移和平衡：一旦数据开始进入分片集群，MongoDB 会自动进行数据迁移和平衡，以确保每个分片上的数据量大致相等。

6. 监控和维护：定期监控集群的健康状况和性能，确保数据分布均匀，并根据需要进行调整。

需要注意的是，虽然 MongoDB 提供了自动分片功能，但手动管理和监视仍然非常重要。此外，正确选择分片键对于获得最佳性能至关重要。如果选择了不合适的分片键，可能会导致数据分布不均或查询性能下降。

MongoDB 的块是分片中的一个逻辑概念，表示一段连续的分片键的范围。块是数据在分片上的基本单位，每个块只存在于一个分片上。当块的大小超过指定的阈值时，MongoDB 自动将块进行拆分。

拆分块的过程不涉及物理移动，仅仅是逻辑上对块的元数据进行更新。当某个块的大小超过配置的块大小时，MongoDB 将根据该块代表的分片键值进行拆分。如果某个块中的文档数超过最大文档数，MongoDB 也会进行拆分。

在进行写入和删除操作时，块内的文档数量和大小可能会发生变化，块增长到一定程度后，MongoDB 自动将其拆分为两个较小的块。

在某些情况下，可能需要手动拆分数据块。例如，当集群中有大量数据并且只有很少的数据块时，或者希望添加大量最初驻留在单个数据块或分片中的数据时。在这种情况下，可以使用 MongoDB 提供的命令如 mergeChunks 来合并连续的块范围，或使用 splitChunk 命令手动拆分一个块。

需要注意的是，在分片集合中拆分数据块时要小心。对一个已有数据的集合进行分片操作时，MongoDB 会自动创建数据块以均匀分布该集合。在拆分块之前，请确保了解当前集群中的数据块范围，并使用 sh.status() 命令进行检查。

在 MongoDB 中，均衡器（Balancer）是负责数据迁移的关键组件。它定期检查分片集群中的数据分布，确保数据在各个分片上均衡分布。

当数据在分片上出现不均衡的情况时，均衡器会将数据块从一个分片迁移到另一个分片，以实现数据的均衡分布。均衡器会根据预定的规则和条件来决定何时进行迁移，这些规则和条件可以由管理员配置。

均衡器的工作原理如下：

• 周期性检查：均衡器会定期检查分片集群中的数据分布情况。它会检查每个分片上的数据块数量和大小，以及分片的负载情况。

• 不均衡判断：如果检测到数据在分片之间存在不均衡的情况，均衡器会启动迁移过程。不均衡的情况可能包括某个分片上的数据块数量过多或过少，或者某个分片的负载过高。

• 块迁移：一旦决定进行迁移，均衡器会选择适当的迁移策略。它可以迁移整个块，也可以只迁移块中的部分文档。迁移的目标是确保数据在所有分片上均匀分布，并优化集群的性能。

• 维护和监控：在迁移过程中，均衡器会进行必要的维护操作，如锁定目标分片以确保迁移的一致性。同时，它还会监控迁移的状态和进度，以确保迁移过程顺利进行。

通过均衡器的自动数据迁移功能，MongoDB 可以实现分片集群的高可用性和可扩展性。通过数据的均匀分布，可以确保集群的性能和负载均衡，提高系统的稳定性和可靠性。