MongoDB是一种流行的文档型数据库，它具有灵活的数据模型、高性能、水平扩展等特点。但是，任何数据库都可能遇到故障或者宕机的情况，如何保证MongoDB在这种情况下仍然能够正常提供服务呢？这就需要设计和实现一个高可用的架构，让MongoDB能够在发生故障时自动恢复，并且尽量减少数据丢失和服务中断的风险。
MongoDB的高可用架构主要依赖于两个核心概念：副本集和分片。副本集是一组运行相同数据集的MongoDB服务器，它们之间可以相互复制数据，保持数据的一致性。分片是将一个大的数据集分散到多个副本集中，每个副本集负责一部分数据，从而实现水平扩展和负载均衡。
副本集可以提高MongoDB的可用性，因为它可以在某个服务器发生故障时，自动选举出一个新的主服务器（primary），继续处理客户端的请求。副本集中有一个主服务器和多个从服务器（secondary），主服务器负责接收客户端的写入操作，并将其记录到操作日志（oplog）中，然后将操作日志发送给从服务器，从服务器根据操作日志更新自己的数据。如果主服务器宕机或者失去与其他服务器的连接，从服务器会通过投票选举出一个新的主服务器，接管写入操作。客户端可以通过读取偏好（read preference）来指定读取数据的来源，例如只读取主服务器、只读取从服务器、最近的服务器等。
分片可以提高MongoDB的可用性，因为它可以在某个副本集发生故障时，仍然能够访问其他副本集中的数据。分片需要有一个配置服务器（config server）来存储分片的元数据，例如每个分片负责哪些数据、每个数据在哪个分片等。还需要有一个路由器（mongos）来接收客户端的请求，并根据配置服务器的信息将请求转发到相应的分片上。如果某个分片发生故障，路由器会自动重试其他可用的分片，并将结果返回给客户端。客户端可以通过分片键（shard key）来指定如何将数据分散到不同的分片上，例如按照用户ID、地理位置、时间戳等。
通过副本集和分片技术，MongoDB可以实现高可用架构，但是也需要注意一些问题和限制。例如：
1.副本集中必须有奇数个成员，以避免出现脑裂（split brain）现象，即两个不同的主服务器同时存在。
2.副本集中不能有太多成员，以免影响选举效率和网络开销。
3.副本集中必须有足够多的投票成员（voting member），以保证选举能够成功进行。
4.分片键必须合理选择，以避免出现数据倾斜（data skew）现象，即某个分片负载过高，而其他分片负载过低。
5.分片键必须是不可变的，以避免出现数据迁移（data migration）现象，即某个数据需要从一个分片移动到另一个分片。