MongoDB Shard Cluster 구성하기

by · 2021년 1월 26일

 

MongoDB Shard Cluster 구성하기

MongoDB를 선택하는 큰 이유중에 하나는 바로 클라우드 환경에서 Scale-Out을 통한 부하 분산을 처리하기 위한 것이죠. MongoDB는 제 지인 말로 샤딩에, 샤딩을 위한, 샤딩에 의한! 데이터베이스라고 합니다.

자체적으로 Shard Cluster 기능을 제공하기 때문에 샤드를 구성해보도록 하겠습니다.

MongoDB Shard Cluster 구성 예시

제가 구성할 방법은 이런식으로 P-S-A 레플리카 셋 3개 세트와, Config 서버와 Mongos 통합 노드 3대, 총 10대의 노드를 가지고 구성할 예정입니다.

우선 P-S-A 구성을 하는데, Arbiter 서버는 한대만 구성하여 3개의 인스턴스를 각자 다른 포트로 올려 구동할 것 입니다. 아비터 노드는 리소스를 많이 차지 않기 때문에 몇대를 올려서 사용해도 크게 무리가 없습니다.

 

Primary, Secondary 설정

Hostname에 ip는 /etc/hosts 파일안에 자신이 사용할 ip와 함께 미리 정의 해두시기 바랍니다.

  • Primary hostname: mongodbp01, mongodbp02, mongodbp03
  • Secondary hostname: mongodbs01, mongodbs02, mongodbs03
  • Arbiter hostname: monogarb

레플리카셋 구성

  • rs0 – mongodbp01:27018, mongodbs01:27018, mongoarb:27021
  • rs1 – mongodbp02:27018, mongodbs02:27018, mongoarb:27022
  • rs2 – mongodbp03:27018, mongodbs03:27018, mongoarb:27023

그리고 세팅을 하면서 알아둘 부분이 있습니다.

MongoDB가 사용하는 Default Port Number입니다. 공식 Document에 따르면 아래와 같습니다.

  • 27017 : MongoDB의 기본 포트 번호이자 샤드를 구성할 때 Mongos가 이용하는 포트 번호
  • 27018 : 샤드를 구성할 때 샤드 서버들이 사용하는 포트번호
  • 27019 : Config 서버들이 사용하는 포트 번호
$ vi /etc/mongod.conf
# for documentation of all options, see:
#   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
# where to write logging data.
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod.log
# Where and how to store data.
storage:
  dbPath: /var/lib/mongo
  journal:
    enabled: true
    commitIntervalMs: 200
#  engine:
  wiredTiger:
    engineConfig:
      cacheSizeGB: 4
      journalCompressor: snappy
      directoryForIndexes: false
    collectionConfig:
      blockCompressor: snappy
    indexConfig:
      prefixCompression: true
# how the process runs
processManagement:
  fork: true  # fork and run in background
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod.pid  # location of pidfile
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
# network interfaces
net:
  port: 27018
  bindIp: 0.0.0.0  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
setParameter:
  enableLocalhostAuthBypass: false
#security:
#operationProfiling:
replication:
  replSetName: "rs0"
sharding:
  clusterRole: shardsvr
## Enterprise-Only Options
#auditLog:
#snmp:

replSetName: “rs0” 부분을 각 레플리카 셋에 맞게 수정합니다. 포트는 27018번을 사용합니다.

기존의 레플리카 설정과 거의 동일 합니다. 중요한 부분은 아래와 같이 샤드 서버로 사용할 것이라고 정의해주는 부분입니다.

sharding: 
  clusterRole: shardsvr

Arbiter 설정

$ vi /etc/mongod01.conf
# for documentation of all options, see:
#   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
# where to write logging data.
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod_arb01.log
# Where and how to store data.
storage:
  dbPath: /var/lib/mongo/arb01
  journal:
    enabled: true
    commitIntervalMs: 200
#  engine:
  wiredTiger:
    engineConfig:
      cacheSizeGB: 1
      journalCompressor: snappy
      directoryForIndexes: false
    collectionConfig:
      blockCompressor: snappy
    indexConfig:
      prefixCompression: true
# how the process runs
processManagement:
  fork: true  # fork and run in background
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod_arb01.pid  # location of pidfile
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
# network interfaces
net:
  port: 27021
  bindIp: 0.0.0.0  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
setParameter:
  enableLocalhostAuthBypass: false
#security:
#operationProfiling:
replication:
  replSetName: "rs0"
sharding:
  clusterRole: shardsvr
## Enterprise-Only Options
#auditLog:
#snmp:

Arbiter는 총 3대의 인스턴스를 올려야 하기 때문에 Port 번호는 27021,27022,27023 이렇게 3개의 포트 번호를 사용하여 올려줍니다. 그리고 각각의 mongod_arb01.conf 안의 arb01 부분들을 02, 03 번으로 수정하여 생성해줍니다.

$ mongod -f /etc/mongod_arb01.conf
$ mongod -f /etc/mongod_arb02.conf
$ mongod -f /etc/mongod_arb03.conf

이렇게 3개의 Arbiter 노드를 구동합니다.

 

레플리카 셋 구성

> rs.initiate( {
   _id : "rs0",
   members: [
      { _id: 0, host: "mongodbp01:27018" },
      { _id: 1, host: "mongodbs01:27018" },
      { _id: 2, host: "mongoarb:27021", arbiterOnly:true }
   ]
})
{
  "ok" : 1,
  "$clusterTime" : {
    "clusterTime" : Timestamp(1609920364, 1),
    "signature" : {
      "hash" : BinData(0,"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="),
      "keyId" : NumberLong(0)
    }
  },
  "operationTime" : Timestamp(1609920364, 1)
}

rs0 ~ rs2 번까지 반복해서 3개의 레플리카 세트를 구성 완료합니다.

 

Config 서버 구성하기

Config 서버는 P-S-S의 3개 노드 레플리카 셋으로 구성합니다. 이번 테스트에서는 라우터 역할을 하는 mongos와 같은 노드에 config 서버를 구성할 예정입니다.

mongos & config 서버들의 hostname

  • mongosc01
  • mongosc02
  • mongosc03

config 서버의 설정 파일 mongod_cfg.conf 입니다.

$ vi /etc/mongod_cfg.conf
# for documentation of all options, see:
#   http://docs.mongodb.org/manual/reference/configuration-options/
# where to write logging data.
systemLog:
  destination: file
  logAppend: true
  path: /var/log/mongodb/mongod_cfg.log
# Where and how to store data.
storage:
  dbPath: /var/lib/mongo/cfg
  journal:
    enabled: true
    commitIntervalMs: 200
#  engine:
  wiredTiger:
    engineConfig:
      cacheSizeGB: 1
      journalCompressor: snappy
      directoryForIndexes: false
    collectionConfig:
      blockCompressor: snappy
    indexConfig:
      prefixCompression: true
# how the process runs
processManagement:
  fork: true  # fork and run in background
  pidFilePath: /var/run/mongodb/mongod_cfg.pid  # location of pidfile
  timeZoneInfo: /usr/share/zoneinfo
# network interfaces
net:
  port: 27019
  bindIp: 0.0.0.0  # Enter 0.0.0.0,:: to bind to all IPv4 and IPv6 addresses or, alternatively, use the net.bindIpAll setting.
setParameter:
  enableLocalhostAuthBypass: false
#security:
#operationProfiling:
replication:
  replSetName: "cfgrepl"
sharding:
  clusterRole: configsvr
## Enterprise-Only Options
#auditLog:
#snmp:

주목해야할 부분은 아래입니다.

replication: 
  replSetName: "cfgrepl" 
sharding: 
  clusterRole: configsvr

반드시 레플리카셋으로 구성하고, 레플리카 셋의 이름이 존재해야합니다. 그리고 configsvr로 샤드 설정을 해줘야합니다. 샤드서버와 다른 포트 번호가 필요합니다.

$ mongod -f /etc/mongod_cfg.conf

명령어를 통해 각각의 config 서버를 구동합니다.

아니면 다음과 같은 명령어로 conf 파일에 설정없이 구동할 수도 있습니다.

mongod \\
    --configsvr \\
    --replSet "cfgrepl" \\
    --dbpath /var/lib/mongo/cfg \\
    --bind_ip_all
    --port 27019 \\
    --fork --logpath /var/log/mongodb/mongo_cfg.log --logappend

config 서버의 Primary에서만 한번 실행합니다.

rs.initiate( {
   _id : "cfgrepl",
   members: [
      { _id: 0, host: "mongosc01:27019"},
      { _id: 1, host: "mongosc02:27019"},
      { _id: 2, host: "mongosc03:27019"}
   ]
})

 

mongos의 구동

mongos 는 일종의 Software Router입니다. yum을 통해 mongodb를 설치하고나면 같이 설치되는 패키지에 mongos 라는 패키지가 같이 설치됩니다.

mongos의 설정 파일입니다.

mongos.conf 수정

# mongos.conf
    
sharding:
    configDB: "cfgrepl/mongosc01:27019,mongosc02:27019,mongosc03:27019"

systemLog:
    destination: file
    logAppend: true
    path: /var/log/mongodb/mongos.log
processManagement:
    fork: true

net:
    port: 27017
    bindIpAll: true

mongos 구동하기

$ mongos -f /etc/mongos.conf

샤드 서버 추가하기

샤드 서버는 arbiter를 제외하고 Primary와 Secondary만을 추가 해줍니다.

아래와 같은 명령어로 mongos에 접속할 수 있습니다.

$ mongo localhost:27017
mongos>

그럼 일번적인 mongo shell과는 다르게 mongos> 이렇게 뜹니다.

mongos> sh.addShard("rs0/mongodbp01:27018,mongodbs01:27018")
mongos> sh.addShard("rs1/mongodbp02:27018,mongodbs02:27018")
mongos> sh.addShard("rs2/mongodbp03:27018,mongodbs03:27018")

이렇게 해서 shard 서버가 정상 등록이 되면 이제부터는 샤드키를 설정해 컬렉션의 데이터를 분산 처리할 수 있습니다.

설정 완료 후 DB에 접속은 mongos의 hostname이나 ip를 이용해 27017 포트로 접속이 가능해 집니다.

샤드의 상태 확인은 sh.status() 명령으로 가능합니다.

샤드 설정은 이렇게 마무리 되었고, 다음 포스팅에서 샤드키를 정하고, 실제로 데이터가 분산되어 들어가는지 테스트 해보겠습니다.

 

참고 자료

도서 : 맛있는 몽고DB

도서: Real MongoDB

도서: 오픈소스 몽고DB

도서: MongoDB in Action

MongoDB Manual: https://docs.mongodb.com/manual/

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