1. MongoDB简介
MongoDB是一个高性能、高可靠性、易于扩展的分布式数据库系统，具有很多优点，如：数据模型的灵活性、良好的性能、易于扩展、可自由扩展的数据结构等。
MongoDB支持水平扩展，不依赖于关系型数据库，有助于提高对大规模数据的处理和存储效率。这是将MongoDB运用于高效集群管理的重要前提。
2. MongoDB集群管理系统搭建
2.1. 安装和配置MongoDB
首先需要安装MongoDB，并完成相应的配置。
sudo apt-get install mongodb #下载安装MongoDB
sudo systemctl enable mongodb #设为开机启动
完成安装后，需要对MongoDB进行配置。配置文件的位置是/etc/mongod.conf。
主要需要配置以下内容：
bindIp=0.0.0.0 #开启外部访问
port=27017 #端口号
dbpath=/var/lib/mongodb #数据库存储的位置
logpath=/var/log/mongodb/mongod.log #日志输出路径
fork=true #后台启动
2.2. 搭建MongoDB集群
MongoDB支持副本集和分片两种方式搭建集群。
2.2.1. 副本集
一个副本集由多个MongoDB实例构成，其中只有一个实例为主节点，其他实例为从节点。副本集能够实现高可用性，即使主节点宕机，也能够快速切换到从节点。
副本集的搭建过程如下：
首先需要启动MongoDB服务：sudo service mongod start
进入MongoDB客户端：mongo
创建副本集：rs.initiate()
添加从节点：rs.add("slave1:27017")
查看副本集状态：rs.status()
2.2.2. 分片
分片是MongoDB的另一种集群方式，将数据分散到不同的节点上，提高处理和存储效率。一个分片集群包括一个或多个MongoDB实例，其中一个为路由器，其他是分片节点。
分片的搭建过程如下：
首先需要启动MongoDB服务：sudo service mongod start
启动路由器：mongos --configdb configsvr:27019
添加分片：sh.addShard("mongodb://192.168.1.100:27017")
启用分片：sh.enableSharding("test")
选择分片方式：db.user.ensureIndex({"id":1})
分片数据库：sh.shardCollection("test.user", {"id":1})
3. MongoDB集群管理优化
3.1. 数据分片优化
数据分片是MongoDB集群的核心，对数据分片的优化能够提高MongoDB集群的性能。下面是优化方法：
键选择优化：选择高负载的数据字段作为键。
预分片：在启动集群前先将数据分片，避免数据倾斜。
均匀分片：将文档均匀分配到分片中。
3.2. 索引优化
索引是提高MongoDB集群性能的关键所在。MongoDB支持多种索引类型，如单字段索引、组合索引、全文索引等。
索引优化方法如下：
合理设置索引：只为重要查询生效的字段创建索引，避免给系统带来过多额外负担。
压缩索引：依据查询模式的不同选择对应的索引类型。
3.3. 内存分配优化
在启动MongoDB服务前，应该根据实际情况调整MongoDB的内存分配大小。如果内存分配过大，还会导致其他进程的内存不足，进而影响系统的整体性能。
内存分配优化方法如下：
尽量将内存分配给mongod进程；
合理分配mongod进程的进程优先级和内存限制；
在给mongod进程分配内存的同时，也应该合理的分配其他进程的内存；
4. 总结
MongoDB集群管理对于高效数据存储和处理非常重要，因此需要做好相关的组建和优化。总的来说，数据分片、索引优化、内存分配优化是MongoDB集群管理中最为重要的环节。