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# Amazon DocumentDB 彈性叢集：運作方式
本節中的主題提供有關為 Amazon DocumentDB 彈性叢集提供支援的機制和功能的資訊。
**Topics**
+ [Amazon DocumentDB 彈性叢集碎片](#elastic-how-it-works.sharding)
+ [彈性叢集遷移](#elastic-how-it-works-migration)
+ [彈性叢集擴展](#elastic-how-it-works-scaling)
+ [彈性叢集可靠性](#elastic-reliability)
+ [彈性叢集儲存和可用性](#how-it-works-storage)
+ [Amazon DocumentDB 4.0 和彈性叢集之間的功能差異](#elastic-functional-differences)
## Amazon DocumentDB 彈性叢集碎片
Amazon DocumentDB 彈性叢集使用雜湊式碎片，跨分散式儲存系統分割資料。碎片也稱為分割，可將大型資料集分割為跨多個節點的小型資料集，讓您將資料庫擴展到超過垂直擴展限制的範圍。彈性叢集使用 Amazon DocumentDB 中運算和儲存的分離或解耦，可讓您獨立擴展。彈性叢集不會透過在運算節點之間移動少量資料來重新分割集合，而是在分散式儲存系統中有效率地複製資料。
![\[Amazon DocumentDB 彈性叢集包含多個碎片，可將大型資料集分割成較小的資料集，進而改善資料庫擴展。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/documentdb/latest/developerguide/images/shard-architecture.png)
### 碎片定義
碎片命名法的定義：
+ **碎片** — 碎片提供彈性叢集的運算。它將有一個寫入器執行個體和 0–15 個僅供讀取複本。根據預設，碎片會有兩個執行個體：寫入器和單一僅供讀取複本。您最多可以設定 32 個碎片，每個碎片執行個體最多可以有 64 vCPUs。
+ **碎片索引鍵** — 碎片索引鍵是 JSON 文件中碎片集合中的必要欄位，彈性叢集會用來將讀取和寫入流量分散至相符的碎片。
+ **碎片集合** — 碎片集合是資料分散到資料分割區中彈性叢集的集合。
+ **分割區** — 分割區是碎片資料的邏輯部分。當您建立碎片集合時，資料會根據碎片金鑰自動組織成每個碎片內的分割區。每個碎片都有多個分割區。
### 在設定的碎片之間分配資料
建立具有許多唯一值的碎片金鑰。良好的碎片金鑰會將您的資料平均分割到基礎碎片，為您的工作負載提供最佳輸送量和效能。下列範例是使用名為 "user\$1id" 碎片金鑰的員工名稱資料：
![\[來自資料集的資料會平均分散到多個碎片。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/documentdb/latest/developerguide/images/sharding-detail-1.png)
DocumentDB 使用雜湊碎片將資料分割到基礎碎片。插入和分發額外資料的方式相同：
![\[來自新資料集的資料會透過雜湊碎片分散到碎片。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/documentdb/latest/developerguide/images/sharding-detail-2.png)
當您透過新增其他碎片來擴展資料庫時，Amazon DocumentDB 會自動重新分配資料：
![\[將其他碎片新增至資料庫時，會重新分配來自資料集的資料。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_tw/documentdb/latest/developerguide/images/sharding-detail-3.png)
## 彈性叢集遷移
Amazon DocumentDB 支援將 MongoDB 碎片資料遷移至彈性叢集。支援離線、線上和混合遷移方法。如需詳細資訊，請參閱[遷移至 Amazon DocumentDB](docdb-migration.md)。
## 彈性叢集擴展
Amazon DocumentDB 彈性叢集可讓您增加彈性叢集中的碎片數量 （向外擴展），以及套用至每個碎片的 vCPUs 數量 （向上擴展）。您也可以視需要減少碎片和運算容量 (vCPUs的數量。
如需擴展最佳實務，請參閱 [擴展彈性叢集](elastic-best-practices.md#scaling)。
**注意**
也可使用叢集層級擴展。如需詳細資訊，請參閱[擴展 Amazon DocumentDB 叢集](db-cluster-manage-performance.md)。
## 彈性叢集可靠性
Amazon DocumentDB 的設計可靠、耐用且容錯。為了改善可用性，彈性叢集會在不同可用區域的每個碎片部署兩個節點。Amazon DocumentDB 包含數個自動功能，使其成為可靠的資料庫解決方案。如需詳細資訊，請參閱[Amazon DocumentDB 可靠性](how-it-works.md#how-it-works.reliability)。
## 彈性叢集儲存和可用性
Amazon DocumentDB 資料存放在叢集磁碟區中，這是使用固態硬碟 (SSDs的單一虛擬磁碟區。叢集磁碟區包含六個資料複本，這些複本會自動複寫到單一 AWS 區域中的多個可用區域。此複寫有助於確保您的資料具有高耐用性，同時降低資料遺失的機率。它也有助於確保您的叢集在容錯移轉時提供更高的可用性，因為資料副本已存在於其他可用區域。如需儲存、高可用性和複寫的詳細資訊，請參閱 [Amazon DocumentDB：運作方式](how-it-works.md)。
## Amazon DocumentDB 4.0 和彈性叢集之間的功能差異
Amazon DocumentDB 4.0 和彈性叢集之間存在下列功能差異。
+ 來自 `top`和 的結果`collStats`會依碎片分割。對於碎片集合，資料會分散在多個分割區中`collScans`，並從分割區彙總`collStats`的報告。
+ 叢集`collStats`碎片計數變更時，會重設碎片集合的 `top`和 集合統計資料。
+ 備份內建角色現在支援 `serverStatus`。動作 - 具有備份角色的開發人員和應用程式可以收集有關 Amazon DocumentDB 叢集狀態的統計資料。
+ `SecondaryDelaySecs` 欄位會在`replSetGetConfig`輸出`slaveDelay`中取代 。
+ `hello` 命令會取代 `isMaster` - `hello`傳回描述彈性叢集角色的文件。
+ 彈性叢集中的`$elemMatch`運算子僅符合陣列的第一個巢狀層級中的文件。在 Amazon DocumentDB 4.0 中，運算子會先周遊所有層級，再傳回相符的文件。例如：
```
db.foo.insert(
[
{a: {b: 5}},
{a: {b: [5]}},
{a: {b: [3, 7]}},
{a: [{b: 5}]},
{a: [{b: 3}, {b: 7}]},
{a: [{b: [5]}]},
{a: [{b: [3, 7]}]},
{a: [[{b: 5}]]},
{a: [[{b: 3}, {b: 7}]]},
{a: [[{b: [5]}]]},
{a: [[{b: [3, 7]}]]}
]);
// Elastic clusters
> db.foo.find({a: {$elemMatch: {b: {$elemMatch: {$lt: 6, $gt: 4}}}}}, {_id: 0})
{ "a" : [ { "b" : [ 5 ] } ] }
// Docdb 4.0: traverse more than one level deep
> db.foo.find({a: {$elemMatch: {b: {$elemMatch: {$lt: 6, $gt: 4}}}}}, {_id: 0})
{ "a" : [ { "b" : [ 5 ] } ] }
{ "a" : [ [ { "b" : [ 5 ] } ] ] }
```
+ Amazon DocumentDB 4.0 中的「\$1」投影會傳回所有欄位的所有文件。使用彈性叢集時，具有 "\$1" 投影的 `find` 命令會傳回符合查詢參數的文件，只包含符合 "\$1" 投影的欄位。
+ 在彈性叢集中，具有 `$regex`和 `$options`查詢參數的`find`命令會傳回錯誤：「無法在 \$1regex 和 \$1options 中設定選項」。
+ 使用彈性叢集時， `$indexOfCP` 現在會在下列情況下傳回 "-1"：
+ 在 中找不到 子字串`string expression`，或
+ `start` 是大於 的數字`end`，或
+ `start` 是大於字串位元組長度的數字。
在 Amazon DocumentDB 4.0 中，當`start`位置的數字大於 `end`或字串的位元組長度時， 會`$indexOfCP`傳回 "0"。
+ 使用彈性叢集時， 中的投影操作，`_id fields`例如 `{"_id.nestedField" : 1}`，會傳回僅包含投影欄位的文件。同時，在 Amazon DocumentDB 4.0 中，巢狀欄位投影命令不會篩選掉任何文件。