Tahun baru dan Universitas Indonesia kedatangan peladen baru. Berhubung tim pengembang DSTI UI membuat pengembangan berbasis pelayan-mikro (microservice) dan ada pengembang yang iseng menantang saya menuju Kubernetes, saya pun tertantang membuat tutorial yang mendukung arsitektur tersebut. Kubernetes menyediakan fasilitas skalabilitas untuk menambah dan mengurangi peladen suatu layanan secara otomatis atau bisa diprogram manual.

Cara yang paling mudah untuk menyiapkan infrastruktur adalah dengan mengambil resep dari Ansible Playbook, menggunakan Juju, menggunakan helm, atau pemaket awan menurut keyakinan dan kepercayaan masing-masing. Namun, sebelum itu, saya tertarik untuk membahas bagaimana seandainya bila semua itu dibuat secara manual. Hal ini agar setiap kita dapat memahami bagaimana cara kerja masing-masing komponen yang nantinya diterbitkan dengan satu baris kode.

Tulisan ini sebenarnya mengikuti tutorial dari Linode. Hanya saja, saya menyesuaikan dengan lingkungan UI, Debian Stretch. Sehingga, ada yang saya modifikasi untuk keperluan dan keyakinan saya.

Arsitektur

PostgreSQL HA

PostgreSQL HA dengan 3 node dibalik haproxy

Untuk lingkungan ujicoba, saya membuat 5 mesin VM di VirtualBox dengan menggunakan 2 kartu jaringan (NIC). Satu NIC tipe NAT untuk keluar (standar VirtualBox) dengan DHCP. Satu lagi NIC tipe Jaringan Internal yang digunakan untuk setiap VM berkomunikasi satu sama lain.

pg1:

  • hostname: pg1
  • NIC: 192.0.2.11
  • Memori: 1GB

pg2:

  • hostname: pg2
  • NIC: 192.0.2.12
  • Memori: 1GB

pg3:

  • hostname: pg3
  • NIC: 192.0.2.13
  • Memori: 1GB

haproxy0:

  • hostname: haproxy0
  • NIC: 192.0.2.22
  • Memori: 512MB

etcd0:

  • hostname: etcd0
  • NIC: 192.0.2.21
  • Memori: 1GB

Berhubung komputer saya memiliki memori 32GB, saya agak royal mengalokasikan memori. Untuk keperluan pembelajaran, bisa, kok, dikurangi menjadi 512MB. Tapi, saya belum mencoba.

Sekedar tips untuk pengerjaan pg1 s.d. pg3. Sebaiknya kerjakan saja dulu pg1 lalu setelah rampung, klon dan ubah konfigurasi IP dan hostname sesuai dengan masing-masing mesin.

Konfigurasi Jaringan

Ada dua hal yang perlu dikerjakan:

  1. Konfigurasi IP pada NIC yang digunakan untuk berkomunikasi
  2. Tambahkan daftar hostname.

Konfigurasi IP

Pertama-tama kita perlu tahu NIC yang perlu dikonfigurasi. Debian Stretch sudah tidak lagi menyediakan ifconfig. Cara yang sahih sekarang untuk mengetahui ada antarmuka NIC apa saja yang tersedia:

Pada konfigurasi VM saya, yang NIC yang perlu dikonfigurasi adalah enp0s8 — punya Anda bisa beda. Untuk menambahkan konfigurasi IP statik umpanya untuk mesin pg1:

Gunakan penyunting teks favorit Anda, tapi saya menggunakan cara heker. πŸ˜›

Lakukan ini untuk pg2, pg3, haproxy0, dan etcd0 dengan IP mereka masing-masing.

Untuk langsung mengaktifkan konfigurasi jaringan:

Lakukan ini di semua mesin.

Konfigurasi Hostname

Untuk VM, sebaiknya untuk setiap VM yang berhubungan dimasukkan namanya ke daftar /etc/hosts. Lakukan ini di semua mesin:

Ganti nama hostname, umpanya untuk mesin pg1:

Keluar dari SSH lalu masuk kembali. Kalau tidak, nama sudah berganti tetapi shell Anda masih bernama yang lama.

Pemasangan etcd

TIPS: Pengerjaan yang saya lakukan adalah saya mematikan pg1. Lalu, saya klon dan saya ubah IP dan hostname.

Aplikasi etcd adalah sebuah repositori konfigurasi yang bisa diakses dari jaringan. Dia bisa dibuat kluster, tetapi untuk contoh kali ini dibuatkan satu saja. Saya asumsikan jaringan dan nama sudah terbuat.

Cara terbaik saat ini untuk lingkungan awan adalah menggunakan pemaket snapcraftΒ untuk mendapatkan perangkat lunak terbaru yang stabil. Debian Stretch tidak memasang pemaket ini secara baku. Pasang dulu:

Lalu, pasang etcd menggunakan snapcraft:

Konfigurasi aplikasi berbasis snapcraft ada di /var/snap. Berhubung konfigurasinya panjang, saya sudah sediakan unduhan. Saya jelaskan properti yang penting saja nanti. Cara pasang:

Beberapa properti yang penting:

  • name: ‘etcd0’ — memberi nama mesin ini. Kalau ada lebih dari satu mesin etcd, pastikan masing-masing unik.
  • data-dir: /var/lib/etcd/data — tempat data etcd. Saya sesuaikan dengan FHS.
  • wal-dir: /var/lib/etcd/wal — tempat penampungan untuk jurnal etcd.
  • listen-peer-urls: http://192.0.2.21:2380 — Alamat TCP/IP untuk mendengarkan permintaan bergabung.
  • listen-client-urls: http://localhost:2379,http://192.0.2.21:2379 — Alamat TCP/IP untuk aplikasi ini beroperasi.
  • initial-advertise-peer-urls: http://192.0.2.21:2380 — Alamat TCP/IP untuk mengiklankan diri sendiri ke etcd yang lain. Saat ini tidak terpakai karena hanya ada satu saja.
  • advertise-client-urls: http://192.0.2.21:2379 — Alamat TCP/IP yang diberitahukan kepada yang lainnya.
  • initial-cluster: etcd0=http://192.0.2.21:2380, — Sejumlah alamat TCP/IP peladen etcd yang tergabung dalam kluster. Kali ini hanya satu.
  • initial-cluster-token: ‘etcd-cluster’ — Nama kluster etcd kita. Maaf kalau kurang kreatif.
  • initial-cluster-state: ‘new’ — Kondisi awal saat pertama kali etcd nanti dijalankan.

Kalau tutorial Linode memuat semua ini dalam variabel lingkungan. Sayangnya, Debian Stretch tidak ada etcd sehingga kita terpaksa memasangnya dari snapcraft.

Sebelum menjalankan etcd, jangan lupa membuat direktori yang dibutuhkan.

TIPS #1: Kalau mau mencoba dulu, sebelum menggunakan snap start, gunakan snap run untuk menjalankan etcd langsung. Apabila sudah selesai diagnosis, tekan CTRL+C untuk selesai.

Bila sudah benar, maka akan terlihat:

Bila statusnya sudah aktif, sekarang saatnya memasang PostgreSQL beserta Patroni.

Pemasangan PostgreSQL (pg1, pg2, dan pg3)

Kecuali hostname dan IP, semua pemasangan PostgreSQL identik. Selain itu, saya menggunakan pwgen untuk membuat sandi. Mohon sandi Anda berbeda dengan tutorial ini!

Pasang PostgreSQL

Pasang seperti biasa.

Saya sengaja memilih versi 10. Lebih baru dan keren.

Matikan layanan PostgreSQL karena kita mau menjalankannya dari Patroni:

Pasang Patroni

Patroni tersedia di Python PIP. Pasang PIP:

Baru pasang Patroni dan Python-etcd:

Selanjutnya, buat konfigurasi Patroni:

Jangan lupa mengganti IP pada setiap baris listen dan connect_address pada mesin pg2 dan pg3 dengan IP masing-masing. Jangan lupa mengganti sandi (password) agar tidak sama dengan tutorial ini!

Siapkan direktori data untuk PostgreSQL versi Patroni:

Terakhir, pasang unit pelayan systemd Patroni:

Daftarkan dan jalankan Patroni:

Kalau sudah benar, maka Patroni akan menjalankan PostgreSQL versinya.

Lakukan ini di pg2 dan pg3. Jangan lupa mengganti IP pada berkas /etc/patroni.yml.

Oh, iya, kalau menggunakan klon, jangan lupa /etc/network/interfaces.d/enp0s8 diubah sesuai dengan IP mesin. Jangan lupa juga ganti hostname.

Terus, kalau misalnya pg2 dan pg3 diklon dari pg1 saat Patroni sudah terkonfigurasi, jangan lupa kosongkan terlebih dahulu direktori data Patroni.

Kalau tidak, bisa aneh nanti.

Pemasangan HAProxy

Komponen terakhir yang hendak kita pasang adalah HAProxy. Untungnya, sudah ada paket Debian untuk HAProxy. Pasang seperti biasa:

Konfigurasi HAProxy untuk menjadi proksi ketiga mesinΒ  PostgreSQL kita.

Setelah itu, muat ulang HAProxy untuk memuat konfigurasi baru.

Saya mengikuti Tutorial Linode untuk membuat port PostgreSQL pada port 5000. Anda bisa saja membuat port 5432. Kebetulan PC saya ada layanan PostgreSQL lain yang jalan pada port itu.

Untuk memonitor, silakan buka peramban Anda pada port 7000.

HAProxy interfacing Patriani's PostgreSQL nodes

HAProxy interfacing Patriani’s PostgreSQL nodes

Hanya ada satu yang hijau/aktif. Kalau tiga-tiganya, kemungkinan Anda mengklon tanpa mengubah konfigurasi dan mengosongkan direktori data PostgreSQL terlebih dahulu.

Selesai.

(Kulshekhar Kabra, 2017)

Daftar Pustaka

Kulshekhar Kabra (2017, September 19). Create a Highly Available PostgreSQL Cluster Using Patroni and HAProxy. Retrieved January 26, 2018 from https://linode.com/docs/databases/postgresql/create-a-highly-available-postgresql-cluster-using-patroni-and-haproxy/.^