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CouchbaseAdvent Calendar 2015Day 22
@masato(SHIMIZU Masato)

IDCFクラウドのDebian JessieでMulti-Host Docker Networking - Part 4: Couchbase Serverをスケールしてみる

Last updated at Posted at 2015-12-21

　JSONベースでドキュメント指向のデータベースでスケールするCouchbase Serverのように、最初からスケールする設計のNoSQLを選択した方がRDBMSよりも適しているケースが増えていると思います。今回はIDCFクラウドにDockerのMulti-host networkを構築したのでCouchbaseもセットアップしてみます。

このシリーズ

Multi-host network

　Docker 1.9から採用されたMulti-host networkとDocker SwarmのセットアップはIDCFクラウドのDebian JessieでMulti-Host Docker Networking - Part 2: Docker Swarmクラスタの作成を参考にしてください。

仮想マシン

　Swarmクラスタは以下の仮想マシンで構成しています。

Dockerホストのhostname Dockerホストのeth0 Docker Swarm
minion-1 10.3.0.101 Swarm Manager/Agent
minion-2 10.3.0.102 Swarm Agent
minion-3 10.3.0.103 Swarm Agent

docker-compose.yml

　Docker Swarmに参加しているノードでDockcer Composeのディレクトリを作成します。どこでも構いませんが今回はminion-1 (10.3.0.101)の仮想マシンで作業します。デフォルトではこのディレクトリ名がDockerネットワーク名として自動的に作成されます。

$ mkdir ~/couch
$ cd !$

　Dockerイメージは公式のcouchbaseを使います。ライセンスについてはEnterprise版でも以下の条件で無償で使うことができるのでDockerイメージもEnterprise版にします。

非商用利用では無制限のノード、商用利用2ノードまで無償で利用

　docker-compose.ymlを作成します。couchbaseサービスはDocker ComposeとDocker Swarmを使ってスケールさせるコンテナです。anti-affinityを設定して同じDockerホストでは起動を避けるようにします。proxyサービスもCouchbase Server クラスタに参加しますが、DockerホストにマップしてパブリックIPアドレスから管理画面などを操作できるように公開します。

~/couch/docker-compose.yml
couchbase:
  image: couchbase:enterprise
  environment:
    - "affinity:container!=couch_couchbase_*"
proxy:
  image: couchbase:enterprise
  environment:
    - constraint:node==minion-3
  ports:
    - 8091:8091
    - 8092:8092
    - 8093:8093
    - 11210:11210

up

　~/couchディレクトリに移動します。DOCKER_HOST環境変数にSwarm Manager (10.3.0.101) を指定してupします。--x-networkingフラグでDocker Composeからnetworkを有効にします。--x-network-driver=overlayフラグでOverlayネットワークドライバを指定します。

$ cd ~/couch
$ export DOCKER_HOST=tcp://10.3.0.101:3333
$ docker-compose \
  --x-networking \
  --x-network-driver=overlay \
  up -d

　minion-1の仮想マシンでupしましたがDocker Swarm環境なので、minion-3/couch_proxy_1とminion-2/couch_couchbase_1にコンテナが起動しました。

$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                  COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                                                                                     NAMES
4bc37df3ff03        couchbase:enterprise   "/entrypoint.sh couch"   6 seconds ago       Up 4 seconds        10.3.0.103:8091-8093->8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11211/tcp, 10.3.0.103:11210->11210/tcp, 18091-18092/tcp   minion-3/couch_proxy_1
5c4f9006df94        couchbase:enterprise   "/entrypoint.sh couch"   8 seconds ago       Up 6 seconds        8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11210-11211/tcp, 18091-18092/tcp                                                minion-2/couch_couchbase_1

　またMulti-host network構成にしているので異なるDockerホストのコンテナが同じネットワークアドレスにつながっています。

$ docker inspect --format="{{ .NetworkSettings.Networks.couch.IPAddress }}"  minion-2/couch_couchbase_1
10.0.1.2
$ docker inspect --format="{{ .NetworkSettings.Networks.couch.IPAddress }}"  minion-3/couch_proxy_1
10.0.1.3

Couchbase Server クラスタへのノードの追加

　RethinkDBの時はDocker Composeでscaleさせるとコンテナが自動的にクラスタが追加されたのですがCouchbaseの場合は管理画面かREST APIを使う必要があります。proxyサービスのコンテナ自身もCouchbase Server クラスタに参加していますが、パブリックIPアドレスから接続する役割をもたせました。

docker-compose.yml
proxy:
  image: couchbase:enterprise
  environment:
    - constraint:node==minion-3

　proxyサービスのコンテナをブラウザからCouchbaseの管理画面を8091ポートで開きます。

couch-index.png

　初期設定を行います。テスト用にサンプルのバケットを作成してデータを投入しておきます。

couch-beer.png

　Enterprise版を利用しているのでライセンスに同意します。非商用の場合ノードは無制限で利用できます。

couch-agree.png

　Server Nodesタブからノードの追加をします。minion-2/couch_couchbase_1コンテナのIPアドレス、10.0.1.2を登録します。

couch-addserver.png

　Pending Rebalanceボタンを押してクラスタのリバランスをします。クラスタにサーバーを追加してデータやRAM、CPU利用の再配置が簡単にできるのがCouchbaseの魅力です。

couch-rebalance.png

scale

　Docker Composeを使ってscaleしてみます。couchbaseサービスを3に変更します。コンテナが2つ追加されました。

$ docker-compose \
  --x-networking \
  --x-network-driver=overlay \
  scale couchbase=3
Creating and starting 2 ... done
Creating and starting 3 ... done
$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                  COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                                                                                     NAMES
d0c34609c697        couchbase:enterprise   "/entrypoint.sh couch"   57 seconds ago      Up 56 seconds       8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11210-11211/tcp, 18091-18092/tcp                                                minion-3/couch_couchbase_3
dd3aca431d53        couchbase:enterprise   "/entrypoint.sh couch"   57 seconds ago      Up 56 seconds       8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11210-11211/tcp, 18091-18092/tcp                                                minion-1/couch_couchbase_2
4bc37df3ff03        couchbase:enterprise   "/entrypoint.sh couch"   39 minutes ago      Up 39 minutes       10.3.0.103:8091-8093->8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11211/tcp, 10.3.0.103:11210->11210/tcp, 18091-18092/tcp   minion-3/couch_proxy_1
5c4f9006df94        couchbase:enterprise   "/entrypoint.sh couch"   39 minutes ago      Up 39 minutes       8091-8093/tcp, 11207/tcp, 11210-11211/tcp, 18091-18092/tcp                                                minion-2/couch_couchbase_1

　minion-1/couch_couchbase_2とminion-3/couch_couchbase_3のコンテナのIPアドレスを確認します。

$ docker inspect --format="{{ .NetworkSettings.Networks.couch.IPAddress }}"  minion-1/couch_couchbase_2
10.0.1.4
$ docker inspect --format="{{ .NetworkSettings.Networks.couch.IPAddress }}"  minion-3/couch_couchbase_3
10.0.1.5

　scaleした2つのコンテナをCouchbase管理画面から先ほどと同様に追加してrebalanceします。サーバーの追加もとても簡単です。

couch-add.png

　minion-3の仮想マシンにはminion-3/couch_proxy_1 (10.0.1.3)とminion-3/couch_couchbase_3 (10.0.1.3)が起動していますが、DockerのMulti-host networkのおかげでこれまでDocker単体では難しかったMultiple hosts, multiple containers per hostもとても簡単になりました。

┌─────────────────────────────────────────┐  ┌─────────────────────────────────────────┐
│            Host OS (Linux)              │  │            Host OS (Linux)              │
│ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │  │ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │
│ │  Container OS   │ │  Container OS   │ │  │ │  Container OS   │ │  Container OS   │ │
│ │    (Ubuntu)     │ │    (Ubuntu)     │ │  │ │    (Ubuntu)     │ │    (Ubuntu)     │ │
│ │  ┌───────────┐  │ │  ┌───────────┐  │ │  │ │  ┌───────────┐  │ │  ┌───────────┐  │ │
│ │  │ Couchbase │  │ │  │ Couchbase │  │ │  │ │  │ Couchbase │  │ │  │ Couchbase │  │ │
│ │  │  Server   │  │ │  │  Server   │  │ │  │ │  │  Server   │  │ │  │  Server   │  │ │
│ │  └───────────┘  │ │  └───────────┘  │ │  │ │  └───────────┘  │ │  └───────────┘  │ │
│ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │  │ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────┘  └─────────────────────────────────────────┘

　Couchbase Serverクラスタは以下のように構成されました。

コンテナのhostname コンテナのIPアドレス Dockerホスト DockerホストのIPアドレス
couch_couchbase_1 10.0.1.2 minion-2 10.3.0.102
couch_proxy_1 10.0.1.3 minion-3 10.3.0.103
couch_couchbase_2 10.0.1.4 minion-1 10.3.0.101
couch_couchbase_3 10.0.1.5 minion-3 10.3.0.103

XCDR

　IDCFクラウドのリージョンは白河の東日本リージョンと北九州の西日本リージョンが選択できます。リージョン間の接続も簡単にできそうなので、CouchbaseのCross Datacenter Replication (XCDR)機能も使ってみたいと思います。

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