MongoDB Replica Set 환경 구축하기 (Feat. Docker)

들어가기 앞서

🤔 Replica Set 이란?

• 데이터를 안전하게 보존하기 위해서
• 24시간 접근 가능한 데이터의 상태를 유지하기 위해서
• Transaction 처리를 위해 (테스트 환경이나 개발 환경에서는 Standalone mongod 인스턴스를 Replica Set으로 변환하여 사용할 수 있지만, 프로덕션 환경에서는 Replica Set 구축이 필수적입니다.)
• 기타 등등..

구성 형태

• Primary: 레플리카 셋에서 프라이머리 노드는 단 하나만 존재 할 수 있습니다. 클라이언트에서 DB로 읽기 및 쓰기 작업을 진행합니다.
• Secondary: 프라이머리로부터 데이터를 동기화 합니다. 프라이머리의 장애 상황에서 어떤 세컨더리 노드를 프라이머리로 올릴것인지 투표권을 가지고 있습니다. 설정에 따라 프라이머리 노드의 읽기 작업을 분담할 수 있습니다.
• Arbiter: 데이터를 동기화하지는 않으며 투표권만을 가져 프라이머리 장애 발생시 레플리카 셋의 복구를 돕는 역할을 합니다. (현재 예제에선 Arbiter을 다루지 않습니다.)

다음 이미지는 프라이머리 노드에 장애가 발생해 다운되었을 때 입니다. 장애가 발견되면 세컨더리 노드 중 하나를 프라이머리 노드로 올리게 되는데 이때 투표권을 가진 노드들이 선거를 통해 프라이머리 노드로 승격시킬 노드를 결정합니다.

🐳 Docker로 MongoDB Replica Set 구축하기

1. Docker Network 생성
2. Docker를 통해 세 개의 MongoDB 컨테이너 생성
3. Replica set 초기 설정

첫 단계부터 차근차근 정리해보도록 하겠습니다.

1️⃣ Docker Network 생성

1docker network create mongoCluster

2️⃣ Docker를 통해 세 개의 MongoDB 컨테이너 생성

1docker pull mongo

해당 Docker 명령어를 통해 MongoDB 최신 버전을 다운로드 합니다.

1openssl rand -base64 756 > mongodb.key
2chmod 400 mongodb.key

1# docker-compose.yml
2version: '3.8'
3services:
4  mongo1:
5    image: mongo:latest
6    hostname: mongo1
7    container_name: mongo1
8    restart: always
9    ports:
10      - 27017:27017
11    volumes:
12      - ./data:/data/db
13      - ./mongodb.key:/etc/mongodb.key
14    command: 'mongod --replSet myReplicaSet --keyFile /etc/mongodb.key --bind_ip_all'
15  mongo2:
16    ...
17  mongo3:
18    ...

mongo1 127.0.0.1
mongo2 127.0.0.1
mongo3 127.0.0.1

각 옵션단위로 분석해 보겠습니다.

• --replSet: 연결할 Replica Set의 이름
• --keyFile: 연결할 키 파일 이름
• --bind_ip_all: 모든 ip 주소에 접근 가능하도록 설정합니다.

docker-compose.yml

전체 코드입니다.

1version: '3.8'
2services:
3  mongo1:
4    image: mongo:latest
5    hostname: mongo1
6    container_name: mongo1
7    restart: always
8    ports:
9      - 27017:27017
10    volumes:
11      - ./data:/data/db
12      - ./mongodb.key:/etc/mongodb.key
13    command: 'mongod --replSet myReplicaSet --keyFile /etc/mongodb.key --bind_ip_all'
14  mongo2:
15    image: mongo:latest
16    hostname: mongo2
17    container_name: mongo2
18    restart: always
19    depends_on:
20      - mongo1
21    ports:
22      - 27018:27017
23    volumes:
24      - ./data2:/data/db
25      - ./mongodb.key:/etc/mongodb.key
26    command: 'mongod --replSet myReplicaSet --keyFile /etc/mongodb.key --bind_ip_all'
27  mongo3:
28    image: mongo:latest
29    hostname: mongo3
30    container_name: mongo3
31    restart: always
32    depends_on:
33      - mongo2
34    ports:
35      - 27019:27017
36    volumes:
37      - ./data3:/data/db
38      - ./mongodb.key:/etc/mongodb.key
39    command: 'mongod --replSet myReplicaSet --keyFile /etc/mongodb.key --bind_ip_all'
40networks:
41  default:
42    name: mongoCluster

3️⃣ Replica set 초기 설정

1docker exec -it mongo1 mongosh --eval "rs.initiate({
2 _id: \"myReplicaSet\",
3 members: [
4   {_id: 0, host: \"mongo1\"},
5   {_id: 1, host: \"mongo2\"},
6   {_id: 2, host: \"mongo3\"}
7 ]
8})"

1{
2 _id: "설정한 Replica set 이름",
3 members: [
4   {_id: 0, host: "설정한 hostname"},
5   ...
6 ]
7}

테스트 및 확인

1docker exec -it mongo1 mongosh --eval "rs.status()"

1docker stop mongo1
2docker exec -it mongo2 mongosh --eval "rs.status()"

마치며

앞으로 관련 글로 한 개의 글을 더 작성할 예정입니다. 다음 주제는 NestJS에 Transaction을 적용하면서 겪은 고민과 해결과정에 대해 정리할 예정입니다.

감사합니다.

참고

• https://www.mongodb.com/docs/v4.4/replication/
• https://www.mongodb.com/docs/manual/tutorial/deploy-replica-set-with-keyfile-access-control/
• https://www.mongodb.com/compatibility/deploying-a-mongodb-cluster-with-docker