はじめに

ここでは、Couchbase Mobileを構成するSync Gatewayの機能であるSync Gateway間レプリケーションについて解説します。

なお、Couchbase Mobileについては、Couchbase Mobileアプリケーション開発へのロードマップに記事をまとめている他、（これらの記事を元に構成した）以下の電子書籍を無償で頒布しています。

また、Couchbase Mobileは、Couchbase LiteとCouchbase Serverとのデータ同期機能を提供します。Couchbase Serverの存在意義、機能詳細、利用方法等については、拙著NoSQLドキュメント指向データベースCouchbase Serverファーストステップガイド(インプレスR&D刊)や、NoSQL/JSONデータベースCouchbase Server理解・活用へのロードマップにまとめてある記事をご参考ください。

背景

Sync Gateway間レプリケーション(Inter Sync Gateway Replication)は、複数のSync Gatewayの同期を実現します。

これによって、クラウドや中央データセンターと同期するSync Gateway(と対応するCouchbase Server)をエッジデータセンターに配置することができ、Couchbase Liteを使ったモバイルサービスは、ローカリティーの恩恵を実現することができます。

Couchbase Mobileは、古典的なスタートポロジーからなる構成に留まらず、マルチティア階層のネットワーク構成に対応することができます。

関連技術

エッジデータセンター

各パブリッククラウドから、下記のようなエッジデータセンターを実現するサービスが提供されています。

AWS Local Zones
AWS Wavelength
AWS Outpost
Azure Edge Services
- Azure Edge Zones
- Azure Edge Zone w/ Operator
- Azure Private Edge Zone
Google Distributed Cloud Powered by Anthos

多階層でのデータ同期においては、きめ細かいアクセス制御を実施しながら、集中型クラウドクラスターと多数のエッジクラスター間で同期する必要があります。このような要件は、エンタープライズレベルでますます重要となっています。

データストリーミング

センサー等のIoT/エッジデバイスで発生した情報を収集するための技術として、データストリーミングを実現する様々な技術が存在します。オープンソーステクノロジーとしては、例えば以下のようなものがあります。

Apache Kafka
Apache NiFi
Apache Flink
Apache Spark Streaming

このようなデータストリーミングの技術を組み合わせ、下流と上流でデータの入出力を構成する代わりに、エッジデバイス上のデータベースとしてCouchbase Liteを用いて、通信に関わる処理をCouchbase Mobileに委ねることが考えられます。

Sync Gateway間レプリケーション解説

アーキテクチャー

Sync Gateway間レプリケーションでは、ローカルのSync Gatewayノードのレプリケータにより、Sync Gatewayを介してローカルのCouchbase Serverデータベース内のドキュメントに対して行われた変更が、リモートのCouchbase Serverデータベースに対して反映されることが、ローカルとリモートのSync Gatewayノードの協働によって保証されます。変更は、レプリケーションの構成に従って、他のSync Gatewayインスタンスにレプリケートされます。

ここでのローカル/リモートの関係は、変更の発生した側をローカルと捉えた、いわば相対的な関係です。エッジ=ローカル、リモート=中央データセンターではなく、同期は双方向でありえることにご注意ください。

Sync Gateway間レプリケーションは、Couchbase Liteクライアントとのレプリケーションと同様に、WebSocketに基づいています。両者は、まったく同じプロトコルです。

ユースケース

マルチクラウド展開モードでは、多数のマルチエッジクラスターがクラウドデータセンターのクラスターと同期します。
各エッジは、万が一クラウドデータセンターへのネットワークが失われた場合も自律的に動作します。

Couchbase ServerのXDCRとの関係

Couchbase Serverは、XDCR(クロスデータセンターレプリケーション)という、クラスター間同期の機能を提供しています。
Sync Gateway間レプリケーションは、Couchbase LiteアプリケーションとCouchbase Serverとの同期を行う場合に特有の処理を担います。Couchbase Liteどの同期が介在しない場合は、複数のCouchbase Serverの同期のために、Sync Gateway間レプリケーションを用いるのではなく、XDCRを用います。

関連情報