一、NoSQL环境搭建前的准备工作

1.1 明确NoSQL类型与适用场景

NoSQL数据库分为四大主流类型：键值对数据库（Redis、Memcached）、文档型数据库（MongoDB、CouchDB）、列族数据库（HBase、Cassandra）和图数据库（Neo4j、JanusGraph）。开发者需根据业务需求选择类型：

• 键值对数据库：适合缓存、会话管理等简单场景，如电商平台的商品缓存。
• 文档型数据库：适合内容管理系统、日志分析等半结构化数据场景，如博客平台的文章存储。
• 列族数据库：适合高吞吐量的写操作和海量数据存储，如物联网设备的传感器数据。
• 图数据库：适合社交网络、推荐系统等关系复杂的场景，如用户关系链分析。

1.2 硬件与系统要求

• 硬件配置：内存优先（文档型/键值对数据库），SSD硬盘（列族数据库），多核CPU（图数据库）。
• 操作系统：Linux（Ubuntu/CentOS）为主，Windows Server需额外配置。
• 依赖环境：Java（HBase/Cassandra）、Python（部分工具链）、C/C++（Redis编译）。

1.3 网络与安全配置

• 防火墙规则：开放数据库端口（如MongoDB默认27017，Redis默认6379）。
• 认证机制：启用用户名/密码或TLS加密（如MongoDB的SCRAM-SHA-256）。
• 备份策略：规划冷备份（文件系统快照）和热备份（数据库级工具）。

二、主流NoSQL数据库安装步骤

2.1 Redis安装与配置（键值对数据库）

2.1.1 Linux环境安装

# Ubuntu示例
sudo apt update
sudo apt install redis-server
# 修改配置文件
sudo nano /etc/redis/redis.conf
# 关键配置项：
bind 0.0.0.0  # 允许远程访问（生产环境需配合防火墙）
requirepass yourpassword  # 设置密码
maxmemory 2gb  # 限制内存使用

2.1.2 Windows环境安装

1. 下载Redis压缩包（如Redis-x64-3.2.100.zip）。
2. 解压后运行redis-server.exe启动服务端。
3. 使用redis-cli.exe连接，执行AUTH yourpassword认证。

2.2 MongoDB安装与配置（文档型数据库）

2.2.1 Linux单节点部署

# Ubuntu示例
wget https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu/dists/20.04/mongodb-org/6.0/multiverse/binary-amd64/mongodb-org-server_6.0.5_amd64.deb
sudo dpkg -i mongodb-org-server_6.0.5_amd64.deb
sudo systemctl start mongod
# 配置文件路径：/etc/mongod.conf
net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0  # 允许远程访问
security:
  authorization: enabled  # 启用认证

2.2.2 生产环境集群配置

1. 分片集群：配置mongos路由节点、config配置服务器和多个shard分片节点。
2. 副本集：通过rs.initiate()初始化，设置priority优先级实现故障转移。

2.3 HBase安装与配置（列族数据库）

2.3.1 依赖环境准备

• 安装Hadoop（HDFS作为底层存储）。
• 配置Java环境变量（JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk）。

2.3.2 伪分布式模式部署

# 解压HBase压缩包
tar -xzf hbase-2.4.11-bin.tar.gz
# 修改配置文件
cd hbase-2.4.11/conf
vi hbase-site.xml
<configuration>
  <property>
    <name>hbase.rootdir</name>
    <value>hdfs://localhost:9000/hbase</value>
  </property>
  <property>
    <name>hbase.cluster.distributed</name>
    <value>true</value>
  </property>
</configuration>
# 启动HBase
bin/start-hbase.sh

2.4 Neo4j安装与配置（图数据库）

2.4.1 Docker容器化部署

docker pull neo4j:4.4
docker run --name neo4j -p7474:7474 -p7687:7687 \
  -e NEO4J_AUTH=neo4j/yourpassword \
  -d neo4j:4.4
# 访问Web界面：http://localhost:7474

2.4.2 本地安装与优化

1. 下载社区版（Community Edition）或企业版（Enterprise Edition）。
2. 修改neo4j.conf：

   dbms.security.auth_enabled=true
   dbms.memory.heap.max_size=4G
   dbms.memory.pagecache.size=2G

三、安装后验证与优化

3.1 连接测试

• Redis：redis-cli -h host -p port -a password
• MongoDB：mongo --host host --port port -u username -p password --authenticationDatabase admin
• HBase：通过hbase shell执行list命令查看表。
• Neo4j：使用Cypher查询MATCH (n) RETURN count(n)。

3.2 性能调优

• Redis：调整maxclients和timeout参数。
• MongoDB：优化索引（db.collection.createIndex({field:1})）和分片策略。
• HBase：调整hbase.hregion.memstore.flush.size和hbase.regionserver.global.memstore.size。
• Neo4j：配置dbms.memory.heap.initial_size和dbms.tx_log.rotation.size。

3.3 常见问题排查

• 端口冲突：使用netstat -tulnp | grep port检查占用。
• 权限不足：确保运行用户对数据目录有读写权限。
• 日志分析：查看数据库日志文件（如MongoDB的/var/log/mongodb/mongod.log）。

四、进阶建议

1. 自动化部署：使用Ansible或Terraform实现多节点批量安装。
2. 监控集成：通过Prometheus+Grafana监控数据库指标（如QPS、延迟）。
3. 高可用方案：配置Redis Sentinel、MongoDB副本集或HBase RegionServer冗余。

通过以上步骤，开发者可以系统化地完成NoSQL数据库的环境搭建与安装，并根据业务需求进行深度优化。实际部署时建议先在测试环境验证配置，再逐步迁移至生产环境。