Die Infrastruktur eines MongoDB Replica Sets umfasst die physische
und logische Architektur, Netzwerkanforderungen, Serverkonfiguration und
Sicherheitsmaßnahmen. Eine sorgfältig geplante Infrastruktur maximiert
Hochverfügbarkeit, Datenintegrität und Performance.
19.1 Physische Topologie
19.1.1 Einzelstandort-Setup
Beschreibung: Alle Mitglieder des Replica Sets
befinden sich in einem einzigen Rechenzentrum.
Vorteile: Geringe Latenz und einfache
Verwaltung.
Risiken: Keine Redundanz bei regionalen oder
Standortausfällen.
19.1.2 Geografisch verteiltes
Setup
Beschreibung: Mitglieder des Replica Sets sind über
mehrere Rechenzentren oder geografische Standorte verteilt.
Vorteile:
Schutz vor regionalen Ausfällen.
Höhere Verfügbarkeit in global verteilten Anwendungen.
Herausforderungen:
Höhere Latenz zwischen den Standorten.
Komplexere Netzwerk- und Lese-/Schreibpräferenzen.
19.2 Netzwerkverbindung
19.2.1 Anforderungen
19.2.1.1 Latenz
Empfehlung: Netzwerklatenz zwischen den Mitgliedern
sollte minimal sein, idealerweise unter 10 ms für beste
Replikationsleistung.
Problem: Hohe Latenz kann zu Verzögerungen bei der
Replikation und potenziellen Datenverlusten führen.
19.2.1.2 Bandbreite
Empfehlung: Genügend Bandbreite bereitstellen, um
die Oplog-Daten kontinuierlich zu replizieren.
Hinweis: Große Schreibvolumen erfordern mehr
Bandbreite.
19.2.2 Konfiguration
19.2.2.1 Ports
Standardport: MongoDB verwendet den Port
27017.
Weitere benötigte Ports: Abhängig von Ihrer
Konfiguration (z. B. 27018 für zusätzliche Instanzen oder
27019 für Arbiter).
19.2.2.2 Sicheres Netzwerk
VPN/Private Netzwerke: In geografisch verteilten
Setups wird empfohlen, private Netzwerke oder VPNs zu verwenden, um
Daten vor Abhören zu schützen.
TLS/SSL: Aktivieren Sie TLS/SSL für verschlüsselte
Verbindungen zwischen den Mitgliedern.
19.3 Serverkonfiguration
19.3.1 Hardware
19.3.1.1 CPU
Empfehlung: Moderne Multi-Core-CPUs für parallele
Operationen.
Nutzen: Verbesserte Performance bei gleichzeitigen
Schreib- und Leseoperationen.
19.3.1.2 RAM
Empfehlung: Der RAM sollte groß genug sein, um die
häufig verwendeten Datensätze und Indexe im Speicher zu halten.
Nutzen: Reduziert Festplattenzugriffe und
verbessert die Abfragegeschwindigkeit.
19.3.1.3 Speicher
Empfehlung: Hochleistungs-SSDs für schnellere
Schreib- und Lesevorgänge.
Nutzen: Verbessert die Geschwindigkeit von
Oplog-Replikationen und Abfragen.
19.3.2 Betriebssystem und
Dateisystem
Empfohlene Betriebssysteme: Linux-Distributionen
wie Ubuntu oder CentOS.
Empfohlene Dateisysteme:xfs oder
ext4 mit Journaling.
19.4 Sicherheit und
Zugriffskontrolle
19.4.1 Authentifizierung
Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC): Erstellen
Sie Benutzerrollen mit minimalen Berechtigungen.
Admin-User: Verwenden Sie starke Passwörter und
separate Konten für administrative Aufgaben.
19.4.2 Verschlüsselung
Datenverschlüsselung: Aktivieren Sie die
Festplattenverschlüsselung für gespeicherte Daten (z. B. LUKS unter
Linux).
TLS/SSL: Verschlüsseln Sie Verbindungen zwischen
Client und Server sowie zwischen Replica Set-Mitgliedern.
19.4.3 Firewall
Empfehlung: Beschränken Sie eingehende Verbindungen
auf die notwendigen Ports und IP-Adressen.
Beispiel: Konfigurieren Sie iptables
oder ufw, um den Zugriff zu kontrollieren.
19.5 Monitoring und Wartung
19.5.1 Überwachungstools
MongoDB-native Tools: MongoDB Ops Manager, Cloud
Manager oder Atlas.
Drittanbieter: Prometheus, Grafana oder
ELK-Stack.
Metriken: Latenz, Replikationsstatus, Oplog-Größe,
CPU- und Speicherauslastung.
19.5.2 Backups
Empfehlung: Regelmäßige Backups erstellen,
idealerweise aus einem sekundären Mitglied, um die Last auf dem Primary
zu reduzieren.
19.5.3 Wartung
Replikationsstatus prüfen: Verwenden Sie
rs.status() regelmäßig, um sicherzustellen, dass alle
Mitglieder synchronisiert sind.
Upgrade planen: Führen Sie Rollout-Upgrades durch,
um die Ausfallzeit zu minimieren.
19.6 Beispiel: Geografisch
verteiltes Setup
19.6.1 Szenario
Rechenzentren:
Datacenter A (Primärstandort).
Datacenter B (Sekundärstandort).
Datacenter C (Backup-Standort, Arbiter).
Mitglieder:
Primary: In Datacenter A.
Secondary: In Datacenter A und B.
Arbiter: In Datacenter C.
19.6.2 Vorteile
Höhere Verfügbarkeit bei regionalen Ausfällen.
Geringe Schreiblatenz für Clients in der Nähe des Primary.