Menyebarkan Set Replika dengan Ketersediaan Tinggi di MongoDB 3.4 Menggunakan Keyfile untuk Kontrol Akses di Ubuntu 16.04

• Tentang Set Replika
• Prasyarat
• Desain set Replika
• Instruksi penyebaran
• Kesimpulan

Sejak konsepsi pada tahun 2009 MongoDB telah memimpin industri NoSQL. Salah satu konsep inti dari MongoDB adalah Kumpulan Replika, jadi sebelum bekerja dengannya, mari kita tinjau konsepnya terlebih dahulu.

Tentang Set Replika

Model komunikasi paling sederhana yang digunakan dalam replikasi database adalah arsitektur Master-Slave. Seperti namanya model ini memiliki 2 peran yang tersebar di master yang unik dan banyak budak, peran master adalah untuk memproses operasi baca dan tulis yang dilakukan oleh klien dan para budak diperlakukan sebagai replika dari master.

Keuntungan paling penting dari model ini adalah bahwa kinerja master tidak dikompromikan oleh operasi cadangan, operasi cadangan dilakukan dengan cara yang tidak sinkron dan ini dapat menjadi masalah serius ketika master node gagal. Node slave hanya dibaca dan harus dipromosikan secara manual ke master node, jadi saat ini ada kemungkinan kehilangan data.

Satu opsi untuk memecahkan masalah ketersediaan adalah memiliki lebih dari satu master dalam arsitektur, tetapi ini dapat menyebabkan masalah lain dalam konsistensi data antara instance dan kompleksitas tambahan konfigurasi.

Sekarang diberikan konteks kita dapat menyajikan teknologi Replica Set dari MongoDB. Kumpulan Replika adalah nama arsitektur Master-Budak yang memiliki failover otomatis, sehingga pada saat primarysimpul master (yang sekarang dinamai ) gagal berfungsi dengan baik electionpemicu wasiat dan simpul primer baru akan dipilih dari budak yang tersisa ( disebut sekarang sebagai secondaries).

Node primer

Node primer adalah satu-satunya yang melakukan operasi tulis, secara default operasi baca juga ditangani oleh primer tetapi perilaku ini dapat diubah kemudian.

Operasi dicatat ke dalam oplog(log operasi), kemudian node sekunder memperbarui konten mereka secara tidak sinkron berdasarkan kontenoplog

Catatan: oplogadalah koleksi yang dibatasi, ini berarti bahwa koleksi tersebut memiliki batas, dengan local.oplog.rsAnda dapat memeriksa konten koleksi ini di dalam mongo shell di setiap anggota yang ditetapkan.

Node sekunder

Selain orang-orang yang melakukan pencadangan database dengan benar, simpul sekunder memiliki peran berikut:

• Dapat menerima operasi baca jika diperlukan.
• Dapat memicu pemilihan jika simpul utama gagal.
• Dapat memberikan suara dalam pemilihan.
• Dapat menjadi primer baru jika diperlukan.

Berkat karakteristik ini kita dapat memiliki berbagai jenis node sekunder:

• Prioritas 0 : Node-node ini tidak dapat menjadi primarydan tidak dapat memicu pemilihan, masih dapat memilih dalam pemilihan, memiliki replika lengkap dan dapat menerima operasi baca. Ini dapat membantu dalam penyebaran pusat data multi.
• Tersembunyi : Ini adalah Priority 0anggota, tetapi mereka tidak dapat memproses operasi baca. Mereka dapat memilih jika perlu. Tugas yang dipilih untuk anggota ini adalah pelaporan dan pencadangan.
• Tertunda : Node-node ini bertanggung jawab atas "data historis" dengan ditunda dengan beberapa unit dalam waktu. Anggota yang tertunda harus berupa priority 0simpul, dan disarankan mereka juga menjadi hiddenanggota.

Prasyarat

• Ketersediaan untuk menjalankan minimal 3 instance dari Ubuntu 16.04 x64 dengan ukuran server yang sama.

Desain set Replika

Sebelum menggunakan infrastruktur, penting untuk mendesainnya, dan ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam desain ini.

Memilih jumlah anggota

Perlu diingat bahwa jumlah minimum elemen untuk membangun set Replika adalah 3. Anda dapat mencampur tiga jenis node dengan minimal satu node primer dan satu node sekunder.

Dalam panduan ini kami menempatkan 3 anggota, satu primer dan dua sekunder standar.

Catatan: Direkomendasikan untuk memiliki jumlah maksimum 7 anggota pemilih dengan campuran arbitrator dan anggota sekunder.

Pilih nama

Nama ini hanya untuk referensi tetapi Anda menggunakannya dalam konfigurasi set. Ingatlah bahwa Anda dapat memiliki lebih dari satu set Replika di lingkungan produksi Anda, jadi jangan abaikan nama set Anda.

Tutorial ini mendorong pengguna untuk memilih nama set.

Distribusi anggota di berbagai pusat data

Tutorial ini menyarankan untuk menggunakan pada pusat data yang sama sehingga Anda dapat menghindari masalah komunikasi.

Catatan: Jika digunakan di pusat data yang berbeda, disarankan untuk membungkus node Anda dengan VPN

Instruksi penyebaran

Langkah 1: Sebarkan node minimum untuk infrastruktur Anda

Luncurkan 3 node dari Ubuntu 16.04 x64; di wilayah yang sama dari portal pelanggan Anda, jika memungkinkan. Jangan lupa untuk menamai mereka sesuai dengan jenis proyek yang Anda hadapi dan pastikan untuk memiliki ukuran server yang sama di semua node ini.

Setelah Anda menggunakan 3 node Anda, Anda harus memastikan bahwa setiap node dapat berbicara dengan yang lain. Anda perlu ssh menjadi dua node dan menjangkau yang lain menggunakan ping -c 4 EXAMPLE_IP. Ubah EXAMPLE_IPke IP aktual dari node Anda.

Di sini Anda dapat melihat contoh komunikasi yang sukses antara dua node.

root@foo_node:~# ping -c 4 EXAMPLE_IP
PING EXAMPLE_IP (EXAMPLE_IP) 56(84) bytes of data.
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=1 ttl=59 time=0.594 ms
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=2 ttl=59 time=0.640 ms
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=3 ttl=59 time=0.477 ms
64 bytes from EXAMPLE_IP: icmp_seq=4 ttl=59 time=0.551 ms

--- EXAMPLE_IP ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3021ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.477/0.565/0.640/0.064 ms

Langkah 2: Instal MongoDB di setiap node infrastruktur Anda

Secara umum Anda dapat menggunakan paket MongoDB dari Ubuntu, tetapi lebih baik menggunakan repo komunitas resmi karena selalu mutakhir. Repo ini berisi paket-paket ini:

• mongodb-org , paket grup yang membungkus keempat komponen.
• mongodb-org-server , ini berisi mongoddaemon (proses utama yang menangani permintaan data).
• mongodb-org-mongos , ini berisi mongosdaemon (layanan routing untuk penyebaran bersama).
• mongodb-org-shell , ini adalah mongo shellantarmuka JavaScript.
• mongodb-org-tools , beberapa alat untuk kegiatan administrasi.

Lanjutkan untuk menginstal paket.

Impor kunci publik ke sistem manajemen paket.

sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv 0C49F3730359A14518585931BC711F9BA15703C6

Buat file daftar untuk MongoDB '/etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.4.list'.

echo "deb [ arch=amd64,arm64 ] http://repo.mongodb.org/apt/ubuntu xenial/mongodb-org/3.4 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.4.list

Perbarui basis data paket.

sudo apt-get update

Instal metapackage MongoDB.

sudo apt-get install -y mongodb-org

Mulai layanan MongoDB.

sudo service mongod start

Sekarang Anda dapat membuka mongo shellsesi bash apa saja. Untuk melakukan ini, Anda harus menggunakan mongoperintah. Anda akan disambut oleh sesuatu yang mirip dengan ini.

MongoDB shell version v3.4.7
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.7
Welcome to the MongoDB shell.
For interactive help, type "help".
For more comprehensive documentation, see http://docs.mongodb.org/
Questions? Try the support group
http://groups.google.com/group/mongodb-user
Server has startup warnings:
*Some extra logs are cut by the way*
>

Jangan lupa mematikan layanan dengan sudo service mongod stop, karena nanti kita akan mulai mongodlagi dengan beberapa parameter. Ulangi proses ini di semua 3 node set.

Langkah 3: Konfigurasikan file kunci akses

Menggunakan keyfile memaksa dua konsep dalam administrasi Set Replika. Yang pertama adalah Internal Authentication. Secara default Anda dapat memulai mongo shellsesi tanpa menggunakan pengguna dan sesi ini akan memiliki kontrol penuh dari database, tetapi ketika Anda menggunakan keyfile untuk otentikasi mongo shellsesi Anda mencapai keadaan yang disebut localhost exception. Keadaan ini hanya memungkinkan Anda membuat pengguna administrator dan set Replika. Konsep kedua adalah Role-Based Access Control, atau dengan kata lain otorisasi. Ini diberlakukan untuk mengatur tingkat administrasi ke set Replika.

Buat keyfile Anda

File key adalah kata sandi untuk digunakan di set, kata sandi ini harus sama di semua anggota set. Untuk meningkatkan keamanan, penting untuk menggunakan kunci acak dengan alat pilihan Anda.

Panjang konten harus antara 6 dan 1064 karakter. Anda juga harus mengatur read onlyizin untuk keyfile.

chmod 400 PATH_OF_YOUR_KEYFILE

Tempatkan keyfile di setiap anggota yang ditetapkan

Sekarang salin keyfile Anda ke setiap anggota yang ditetapkan, silakan gunakan folder yang konsisten untuk referensi di masa mendatang, dan jangan menyimpannya dalam media yang dapat dipindahkan.

Juga gunakan folder untuk file yang mongoddapat diakses.

Menerapkan menggunakan keyfile di set Replika

Pada langkah ini kita perlu memulai mongod daemon di setiap set anggota . Ada dua cara memulai mongodproses: menggunakan file konfigurasi atau menggunakan baris perintah. Keduanya adalah metode yang cukup mudah, tetapi hanya untuk kesederhanaan, tutorial ini menggunakan versi baris perintah.

Konfigurasi baris perintah

Gunakan nama yang Anda pilih sebelumnya dalam perintah ini.

mongod --keyFile PATH_OF_YOUR_KEYFILE --replSet "YOUR_SET_NAME"

Secara default mongodtidak berjalan sebagai daemon. Anda perlu menggunakan --forkparameter atau menggunakannya upstartuntuk menjalankannya sepenuhnya sebagai daemon. Dalam tutorial ini kami tidak menganjurkan menjalankan mongodsebagai daemon sehingga Anda dapat melihat log ke terminal Anda secara langsung.

Catatan: Ketik nama set Replika dengan hati-hati karena sekali dibuat Anda tidak dapat mengubahnya.

Langkah 4: Sambungkan ke antarmuka localhost dari salah satu anggota yang ditetapkan

Catatan: Jika Anda menjalankan mongodsebagai proses non-daemon, maka Anda harus membuka koneksi ssh lain untuk terus bekerja.

Anda harus menggunakan mongoperintah untuk membuka mongo shell. Ini dapat dilakukan di setiap anggota set.

Pada saat ini kita berada dalam keadaan yang disebut localhost exception. Ketika keyfile digunakan untuk mengatur mongodproses, Anda wajib membuat administrator database sebelum Anda dapat menerapkan operasi baca-tulis, tetapi kami akan membahasnya nanti.

Langkah 5: Memulai set Replika

Ini adalah bagian yang sulit, kita menggunakan perintah rs.initiate()di dalam mongo shelldari Langkah 4. sebelum menggunakan perintah ini mari kita tinjau.

rs.initiate(
  {
    _id : <replicaSetName>,
    members: [
      { _id : 0, host : "example1.net:27017" },
      { _id : 1, host : "example2.net:27017" },
      { _id : 2, host : "example3.net:27017" }
    ]
  }
)

Bidang pertama _idadalah string dan harus cocok dengan --replSetyang diteruskan sebelum mongod. Juga, setiap nilai hostharus berupa ip atau nama domain dari masing-masing anggota set Replika. Jangan lupa untuk menambahkan port yang menggunakan instance mongo di setiap anggota.

Sekarang saatnya untuk mengeksekusi perintah dengan data Anda di atasnya, ini akan memicu election, maka primer akan dipilih secara otomatis.

Di sini Anda harus mencatat bahwa kursor shell Anda telah berubah menjadi YOUR_SET_NAME:PRIMARY>atau YOUR_SET_NAME:SECONDARY. Ini berarti bahwa menciptakan set adalah suatu keberhasilan.

Untuk terus bekerja, Anda perlu menemukan primary, jika Anda tidak berada di sana, tentu saja. Gunakan rs.status()perintah untuk menampilkan informasi dari set Replika dan temukan primary. Anda sedang mencari properti "stateStr" : "PRIMARY".

Langkah 6: Membuat administrator

Setelah Anda menemukan primary, masukkan mongo shelldan jalankan perintah selanjutnya menggunakan data Anda.

admin = db.getSiblingDB("admin")
admin.createUser(
  {
    user: "YOUR_USER",
    pwd: "YOU_PASSWORD",
    roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
  }
)

Bagian ini admin = db.getSiblingDB("admin")memungkinkan kita menulis admindari database yang berbeda. Ini membuat alias dipanggil admin, jadi kita bisa menjalankan perintah menggunakannya.

Jika operasi ini berhasil, Anda akan mendapatkan pemberitahuan bahwa pengguna telah ditambahkan.

Successfully added user: {
    "user" : "YOUR_USER",
    "roles" : [
        {
            "role" : "userAdminAnyDatabase",
            "db" : "admin"
        }
    ]
}

Pada titik ini, kami hanya memiliki administrator untuk semua server, tetapi memiliki set Replika memaksa kami untuk memiliki pengguna dengan clusterAdminperan tersebut. Kami akan membuat pengguna lain dengan hanya peran itu untuk memisahkan masalah.

Langkah 7: Mengautentikasi sebagai administrator

Kami telah mencapai batas localhost exception, itulah sebabnya kami harus mengubah otentikasi ke pengguna yang dibuat satu langkah sebelumnya.

Anda dapat mengubah pengguna di dalam mongo shelldengan yang berikut ini.

db.getSiblingDB("admin").auth("YOUR_ADMIN", "YOUR_PASSWORD" )

Jika Anda belum terhubung ke mongo shellgunakan perintah ini sebagai gantinya.

mongo -u "YOUR_ADMIN" -p "YOUR_PASSWORD" --authenticationDatabase "admin"

Anda akan diberitahu tentang perubahan pengguna, dan Anda dapat melanjutkan ke langkah berikutnya.

Langkah 8: Membuat master cluster

The clusterAdminPeran memberikan pengguna kontrol penuh dari Replica set. Menciptakannya semudah membuat pengguna admin.

db.getSiblingDB("admin").createUser(
  {
    "user" : "YOUR_USER",
    "pwd" : "YOUR_PASSWORD",
    roles: [ { "role" : "clusterAdmin", "db" : "admin" } ]
  }
)

Perhatikan bahwa saat ini peran diubah menjadiclusterAdmin .

Langkah 9: Memasukkan data ke dalam set Replika

Saat ini kami memiliki 2 pengguna admin: satu yang memiliki kontrol total atas server dan yang lain memiliki akses ke tugas administratif pada tingkat set Replika. Kami, bagaimanapun, tidak memiliki pengguna yang memiliki akses untuk "menggunakan" database, Jadi kami akan membuat pengguna itu sekarang.

admin = db.getSiblingDB("admin")
admin.createUser(
  {
    user: "YOUR_USER",
    pwd: "YOUR_PASSWORD",
    roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "cars" } ]
  }
)

Perhatikan saat ini kami mengubah dbbagian, di sana kami menempatkan basis data yang dapat diakses oleh pengguna, dalam hal ini kami menggunakan basis data yang bernama cars.

Basis data belum dibuat. Untuk melakukannya, Anda harus mengetikkan beberapa perintah untuk membuatnya secara implisit. Beralih ke carsbasis data.

use cars

Anda akan mendapatkan pemberitahuan: switched to db cars.

Basis data masih belum dibuat, untuk itu Anda perlu menulis sesuatu untuk itu. Kami menggunakan contoh berikut.

db.models.insert({ make: "Dodge", model: "Viper", year: 2010 })

Kali ini Anda akan diberi tahu WriteResult({ "nInserted" : 1 }).

Jika mau, Anda dapat mengambil semua objek dalam database, dengan find()metode:

db.models.find()
{ "_id" : ObjectId("59acd8b55334882863541ff4"), "make" : "Dodge", "model" : "Viper", "year" : 2010 }

Perhatikan bahwa _idoutput Anda akan berbeda, tetapi data lainnya harus sama. Dengan waktu yang cukup, data ini akan direplikasi ke anggota lain.

Kesimpulan

Membuat Set Replika bisa jadi sulit pada awalnya karena ada banyak info yang perlu dipahami, tetapi begitu Anda mendapatkan ide di baliknya, Anda dapat menyebarkannya dengan mudah, jadi jangan menyerah jika Anda tidak dapat menangkapnya di pertama kali. Perlu diingat bahwa set Replica penting dalam administrasi MongoDB karena membuka kemungkinan untuk menambahkan fitur-fitur canggih seperti Load Balancing.