一、NoSQL环境搭建前的准备工作

1.1 硬件与系统要求

NoSQL数据库对硬件配置的要求因数据库类型而异。对于文档型数据库MongoDB，建议使用4核CPU、8GB内存的服务器，存储空间需根据数据量预估。Redis作为内存型数据库，内存容量是关键指标，生产环境建议配置32GB以上内存。Cassandra作为分布式数据库，需至少3个节点组成集群，每个节点建议2核CPU、4GB内存。

操作系统方面，Linux（Ubuntu/CentOS）是NoSQL数据库的首选运行环境。Windows系统仅支持部分NoSQL数据库的开发测试环境，生产环境不建议使用。以Ubuntu 20.04 LTS为例，需确保系统已更新至最新版本：

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

1.2 依赖环境安装

NoSQL数据库运行依赖基础开发工具和库。以MongoDB为例，需安装OpenSSL、libcurl4等依赖：

sudo apt install -y openssl libcurl4 openssl-dev

Redis依赖的gcc编译器版本需高于4.8，可通过以下命令检查：

gcc --version

若版本过低，需通过源码编译安装新版gcc。Cassandra依赖Java运行环境，建议安装OpenJDK 11：

sudo apt install -y openjdk-11-jdk
java -version  # 验证安装

二、主流NoSQL数据库安装指南

2.1 MongoDB安装与配置

MongoDB提供官方apt仓库，安装步骤如下：

# 导入公钥
wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-6.0.asc | sudo apt-key add -
# 创建源列表文件
echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu focal/mongodb-org/6.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-6.0.list
# 安装MongoDB
sudo apt update && sudo apt install -y mongodb-org
# 启动服务
sudo systemctl start mongod
sudo systemctl enable mongod

安装完成后，通过mongo命令进入Shell验证：

mongo --eval "db.runCommand({connectionStatus: 1})"

返回ok: 1表示连接成功。配置文件位于/etc/mongod.conf，可修改bindIp参数限制访问IP。

2.2 Redis安装与优化

Redis官方提供编译安装和包管理安装两种方式。推荐使用包管理安装（Ubuntu示例）：

sudo apt install -y redis-server

编译安装可获取最新版本：

wget https://download.redis.io/redis-stable.tar.gz
tar xzf redis-stable.tar.gz
cd redis-stable
make && sudo make install

配置文件位于/etc/redis/redis.conf，关键参数优化建议：

• maxmemory：设置内存上限（如maxmemory 4gb）
• maxmemory-policy：选择淘汰策略（如allkeys-lru）
• bind：限制访问IP（生产环境建议绑定内网IP）

启动Redis服务：

sudo systemctl start redis-server
redis-cli ping  # 验证，返回PONG表示成功

2.3 Cassandra安装与集群配置

Cassandra采用去中心化架构，安装步骤如下：

# 添加Cassandra仓库
echo "deb http://apache.org/dist/cassandra/debian 40x main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/cassandra.sources.list
curl https://downloads.apache.org/cassandra/KEYS | sudo apt-key add -
sudo apt update && sudo apt install -y cassandra

配置文件位于/etc/cassandra/cassandra.yaml，集群配置关键参数：

• seed_provider：设置种子节点IP
• listen_address：绑定本机IP
• rpc_address：设置RPC监听地址

启动服务后验证节点状态：

nodetool status

返回UN状态表示节点正常。

三、NoSQL环境验证与基准测试

3.1 功能验证

MongoDB验证：

// MongoDB Shell中执行
use testdb
db.test.insertOne({name: "NoSQL", value: 1})
db.test.find()

Redis验证：

redis-cli
> SET nosql:test "environment"
> GET nosql:test

Cassandra验证：

cqlsh
cqlsh> CREATE KEYSPACE test WITH replication = {'class': 'SimpleStrategy', 'replication_factor': 1};
cqlsh> USE test;
cqlsh:test> CREATE TABLE users (id UUID PRIMARY KEY, name TEXT);

3.2 性能基准测试

MongoDB使用mongostat监控：

mongostat --host 127.0.0.1 --port 27017

Redis使用redis-benchmark测试：

redis-benchmark -t set,get -n 100000 -q

Cassandra使用cassandra-stress测试：

cassandra-stress write n=100000 -rate threads=10

四、常见问题解决方案

4.1 端口冲突处理

MongoDB默认端口27017被占用时，修改配置文件/etc/mongod.conf中的net.port参数，重启服务生效。

4.2 内存不足优化

Redis出现OOM错误时，调整maxmemory参数，或使用虚拟内存（需配置vm-enabled yes）。

4.3 集群同步延迟

Cassandra集群出现同步延迟时，检查nodetool tpstats查看线程池状态，调整concurrent_reads和concurrent_writes参数。

五、最佳实践建议

1. 数据备份策略：MongoDB建议使用mongodump定期备份，Redis使用SAVE或BGSAVE命令，Cassandra使用nodetool snapshot。
2. 监控告警设置：通过Prometheus+Grafana监控关键指标（如MongoDB的connections.current、Redis的used_memory）。
3. 安全加固：启用认证（MongoDB的--auth参数、Redis的requirepass配置），限制访问IP。

通过以上步骤，开发者可完成主流NoSQL数据库的环境搭建与安装。实际生产环境中，需根据业务负载持续优化配置参数，定期进行压力测试确保系统稳定性。