MongoDB 복제 세트 구성과 장애 복구 - MongoDB 올인 8일차

MongoDB Replica Set Configuration & Failover - All-in Day 8

• 프라이머리(Primary)
  : 오직 하나만 존재하며, 모든 쓰기(Write) 작업을 처리합니다. 기본적으로 읽기(Read) 작업도 처리합니다.
• 세컨더리(Secondary)
  : 여러 개 존재할 수 있으며, 프라이머리의 데이터를 비동기적으로 복제합니다. 읽기 작업을 분담할 수 있습니다. 프라이머리에 문제가 생기면 세컨더리 중에서 새로운 프라이머리가 선출됩니다.
• (선택 사항) 아비터(Arbiter)
  : 데이터는 저장하지 않고, 프라이머리 선출 과정에서 투표 역할만 수행하는 특별한 멤버입니다.

복제 세트 구성도

mkdir -p ~/mongodb/rs/node1/data ~/mongodb/rs/node1/log
mkdir -p ~/mongodb/rs/node2/data ~/mongodb/rs/node2/log
mkdir -p ~/mongodb/rs/node3/data ~/mongodb/rs/node3/log

mkdir ~/mongodb/rs/node1/data, ~/mongodb/rs/node1/log
mkdir ~/mongodb/rs/node2/data, ~/mongodb/rs/node2/log
mkdir ~/mongodb/rs/node3/data, ~/mongodb/rs/node3/log

 # 스토리지 설정
storage:
  dbPath: /Users/your_username/mongodb/rs/node1/data  # node1 데이터 경로 (절대 경로 권장)
  # dbPath: C:\Users\your_username\mongodb\rs\node1\data  # 윈도우용 절대 경로
 
 # 시스템 로그 설정
systemLog:
  destination: file
  path: /Users/your_username/mongodb/rs/node1/log/mongod.log # node1 로그 경로
  # path: C:\Users\your_username\mongodb\rs\node1\log\mongod.log  # 윈도우용 절대 경로
  logAppend: true
 
 # 네트워크 설정
net:
  port: 27017 # node1 포트
  bindIp: 127.0.0.1 # 로컬에서만 접속 허용 (보안상 중요)
 
 # 복제 설정
replication:
  replSetName: "myReplicaSet" # 복제 세트 이름 (모든 멤버가 동일해야 함)

 # 스토리지 설정
storage:
  dbPath: /Users/your_username/mongodb/rs/node2/data  # node2 데이터 경로 (절대 경로 권장)
  # dbPath: C:\Users\your_username\mongodb\rs\node2\data  # 윈도우용 절대 경로
 
 # 시스템 로그 설정
systemLog:
  destination: file
  path: /Users/your_username/mongodb/rs/node2/log/mongod.log # node2 로그 경로
  # path: C:\Users\your_username\mongodb\rs\node2\log\mongod.log  # 윈도우용 절대 경로
  logAppend: true
 
 # 네트워크 설정
net:
  port: 27018 # node2 포트
  bindIp: 127.0.0.1 # 로컬에서만 접속 허용 (보안상 중요)
 
 # 복제 설정
replication:
  replSetName: "myReplicaSet" # 복제 세트 이름 (모든 멤버가 동일해야 함)

 # 스토리지 설정
storage:
  dbPath: /Users/your_username/mongodb/rs/node3/data  # node3 데이터 경로 (절대 경로 권장)
  # dbPath: C:\Users\your_username\mongodb\rs\node3\data  # 윈도우용 절대 경로
 
 # 시스템 로그 설정
systemLog:
  destination: file
  path: /Users/your_username/mongodb/rs/node3/log/mongod.log # node3 로그 경로
  # path: C:\Users\your_username\mongodb\rs\node3\log\mongod.log  # 윈도우용 절대 경로
  logAppend: true
 
 # 네트워크 설정
net:
  port: 27019 # node3 포트
  bindIp: 127.0.0.1 # 로컬에서만 접속 허용 (보안상 중요)
 
 # 복제 설정
replication:
  replSetName: "myReplicaSet" # 복제 세트 이름 (모든 멤버가 동일해야 함)

📦rs
 ┣ 📂node1
 ┃ ┣ 📂data
 ┃ ┣ 📂log
 ┃ ┗ 📜mongod.conf
 ┣ 📂node2
 ┃ ┣ 📂data
 ┃ ┣ 📂log
 ┃ ┗ 📜mongod.conf
 ┗ 📂node3
 ┃ ┣ 📂data
 ┃ ┣ 📂log
 ┃ ┗ 📜mongod.conf

 # 터미널 1: node1 실행
mongod --config ~/mongodb/rs/node1/mongod.conf
 
 # 터미널 2: node2 실행
mongod --config ~/mongodb/rs/node2/mongod.conf
 
 # 터미널 3: node3 실행
mongod --config ~/mongodb/rs/node3/mongod.conf

 # 터미널 1: node1 실행
mongod --config $HOME/mongodb/rs/node1/mongod.conf
 
  # 터미널 2: node2 실행
mongod --config $HOME/mongodb/rs/node2/mongod.conf
 
  # 터미널 3: node3 실행
mongod --config $HOME/mongodb/rs/node3/mongod.conf

mongod 프로세스 3개 실행행

• 첫 번째 노드에 접속

  : 실행 중인 노드 중 하나(예: node1 - 포트 27017)에 mongosh로 접속합니다.

  mongosh --port 27017

• 복제 세트 초기화 (rs.initiate)

  : 접속한 노드를 첫 번째 멤버로 하여 복제 세트를 초기화합니다. _id 에는 복제 세트 이름을, members 배열에는 초기 멤버 정보를 넣어줍니다.

  // 초기화 설정 객체 정의
  config = {
    _id: "myReplicaSet", // 설정 파일의 replSetName과 동일하게
    members: [
      { _id: 0, host: "127.0.0.1:27017" } // 현재 접속한 노드 정보
    ]
  }
   
  // 복제 세트 초기화 실행
  rs.initiate(config)

  성공하면 ok: 1 이 반환되고, 프롬프트가 복제 세트 이름과 현재 역할을 표시하도록 변경됩니다 (예: myReplicaSet [primary] >).
  

  첫 노드 rs.initiate() 완료 시
  여기서 rs.status() 를 실행하면 현재 노드의 상태를 확인할 수 있고, [direct: primary] 라는 메시지가 표시됩니다. (직접 연결된 노드가 Primary라는 의미)
  

  rs.status() 실행 시시
• 멤버 추가 (rs.add)

  : 이제 나머지 두 노드(node2, node3)를 복제 세트에 추가합니다.

  rs.add("127.0.0.1:27018") // node2 추가
  rs.add("127.0.0.1:27019") // node3 추가

  각 멤버를 추가할 때마다 ok: 1 이 반환됩니다.

• 상태 확인 (rs.status)

  : 복제 세트의 현재 상태, 각 멤버의 역할(primary, secondary), 건강 상태(health), 복제 지연(lag) 등 상세 정보를 보여줍니다.

  rs.status()

  출력 결과에서 members 배열을 확인하여 각 노드가 PRIMARY 또는 SECONDARY 역할을 맡고 있고, health 가 1(정상)인지 확인합니다.
  

  stateStr, health 확인인
• 구성 확인 (rs.conf)

  : 현재 복제 세트의 구성 정보(초기화 시 사용한 설정과 유사)를 보여줍니다.

  rs.conf()

  

  rs.conf() 결과

// Primary 노드에서 데이터 삽입
use test
db.test.insertOne({ a: 1 })

// Secondary 노드에서 데이터 확인
use test
db.test.find()

Secondary 노드에서 데이터 확인

1. 현재 Primary 확인
   : rs.status() 를 실행하여 어떤 노드가 현재 Primary인지 확인합니다. (예: 127.0.0.1:27017)
2. Primary 노드 중지
   : 해당 Primary 노드를 실행 중인 터미널 창에서 Ctrl + C 를 눌러 mongod 프로세스를 강제로 종료시킵니다.
3. 상태 변화 관찰
   : 다른 노드(Secondary)에 접속된 mongosh 에서 rs.status() 를 주기적으로 실행하며 상태 변화를 관찰합니다.
   • 기존 Primary의 상태가 (not reachable/healthy) 로 변경됩니다.
   • 남아있는 Secondary 노드들 사이에서
     선거(Election)
     가 시작됩니다.
   • 잠시 후, Secondary 중 하나가 새로운 PRIMARY 로 선출되고, 나머지 노드는 SECONDARY 역할을 유지합니다. 이 과정을
     Failover
     라고 합니다.
   

   Failover 과정
4. 기존 Primary 재시작
   : 중지했던 mongod 프로세스를 다시 실행합니다. (이전 터미널에서 명령어 다시 입력)
5. 역할 확인
   : 복제 세트에 다시 참여한 노드는 이제 SECONDARY 역할을 맡게 됩니다. rs.status() 로 확인합니다.

중지했던 노드 재시작 후

• 역할
  - 데이터는 저장하지 않고 오직 투표권만 행사합니다. (리소스를 거의 차지하지 않음)
• 추가 방법
  - 일반 멤버처럼 rs.addArb("호스트명:포트") 명령어로 추가합니다.
• 주의점
  - 아비터는 데이터 복제본이 없으므로 고가용성에는 기여하지만 데이터 이중화에는 기여하지 못합니다. 또한 아비터 자체에 문제가 생기면 투표에 영향을 줄 수 있습니다. 가능하면 데이터 복제본을 가진 멤버(Secondary)를 홀수로 구성하는 것이 가장 좋습니다.

• primary (기본값): 항상 Primary에서만 읽습니다. 가장 최신 데이터를 보장합니다.
• primaryPreferred: 주로 Primary에서 읽지만, Primary가 사용 불가능하면 Secondary에서 읽습니다.
• secondary: 항상 Secondary에서만 읽습니다. (Primary 부하 분산 목적)
• secondaryPreferred: 주로 Secondary에서 읽지만, 모든 Secondary가 사용 불가능하면 Primary에서 읽습니다.
• nearest: 네트워크 지연 시간이 가장 짧은 멤버(Primary 또는 Secondary)에서 읽습니다.

다음 시간에는 MongoDB의 또 다른 고급 기능인

샤딩(Sharding)

에 대해 알아보겠습니다. 대규모 데이터를 여러 서버에 분산하여 처리하는 샤딩 클러스터를 어떻게 구성하고 운영하는지 배우는 시간이 될 것입니다.

• MongoDB 복제 (공식 문서): https://www.mongodb.com/docs/manual/replication/↗
• 복제 세트 배포 (공식 문서): https://www.mongodb.com/docs/manual/tutorial/deploy-replica-set/↗
• 복제 세트 멤버 (공식 문서): https://www.mongodb.com/docs/manual/core/replica-set-members/↗
• 읽기 설정 (Read Preference) (공식 문서): https://www.mongodb.com/docs/manual/core/read-preference/↗