5가지 일반적인 MongoDB 문제 해결 시나리오 및 빠른 수정 방법

선도적인 NoSQL 문서 데이터베이스인 MongoDB는 엄청난 유연성과 확장성을 제공합니다. 그러나 다른 복잡한 시스템과 마찬가지로, 관리자는 성능 병목 현상, 연결 문제 또는 운영상의 난관에 필연적으로 직면하게 됩니다. MongoDB 배포를 성공적으로 관리하는 것은 이러한 일반적인 문제를 신속하게 진단하고 해결하는 능력에 달려 있습니다. 이 가이드는 느린 쿼리부터 복제 지연에 이르기까지 다섯 가지 빈번한 문제 해결 시나리오를 자세히 다루며, 가동 중지 시간을 최소화하고 최적의 데이터베이스 상태를 유지하기 위한 실행 가능한 통찰력과 빠른 수정 방법을 제공합니다.

이러한 시나리오를 이해함으로써 관리자는 사후 대응적인 위기 관리에서 사전 예방적인 시스템 유지 관리로 전환하여 안정적인 서비스 제공을 보장할 수 있습니다.

1. 느린 쿼리 성능

느린 쿼리는 아마도 프로덕션 환경에서 가장 흔하게 보고되는 성능 문제입니다. 밀리초가 아닌 몇 초가 걸리는 쿼리는 애플리케이션 응답성을 심각하게 저하시킬 수 있습니다.

진단: explain() 사용

느린 쿼리를 진단하는 첫 번째 단계는 쿼리가 느린 이유를 이해하는 것입니다. MongoDB의 explain() 메서드는 이 분석을 위한 필수 도구입니다. 이 메서드는 실행 계획을 보여주며, 어떤 인덱스가 사용되었는지(또는 사용되지 않았는지)를 자세히 설명합니다.

실행 가능한 명령 예시:

db.collection.find({ field: 'value' }).explain('executionStats')

출력을 분석하여 다음 사항을 특별히 확인하십시오:

• winningPlan.stage: 이 단계가 COLLSCAN(컬렉션 스캔)인 경우, MongoDB가 모든 문서를 읽고 있다는 의미이며, 이는 인덱스가 누락되었거나 사용할 수 없음을 나타냅니다.
• executionStats.nReturned vs. executionStats.totalKeysExamined 및 executionStats.totalDocsExamined.

빠른 수정 방법

1. 인덱스 생성: 쿼리 계획이 컬렉션 스캔을 보여주는 경우, 적절한 인덱스를 생성하십시오. 예를 들어, user_id와 timestamp에 대해 자주 쿼리하는 경우, 복합 인덱스를 생성하십시오:
   javascript db.orders.createIndex({ user_id: 1, timestamp: -1 })
2. 쿼리 개선: 쿼리 자체를 검토하십시오. 너무 많은 데이터를 가져오고 있습니까? 프로젝션 (.select({...}))을 사용하여 전체 문서 대신 필요한 필드만 반환하십시오.
3. 느린 쿼리 로그 검토: MongoDB 프로파일러 또는 느린 쿼리 로그가 활성화되어 있고 허용 가능한 임계값(예: 100ms)을 초과하는 쿼리를 기록하도록 구성되어 있는지 확인하십시오.

팁: 인덱스는 읽기 속도를 향상시키지만 쓰기 속도는 약간 저하시킵니다. 쿼리 조건자 (find()), 정렬 작업 (sort()) 또는 범위 쿼리에서 자주 사용되는 필드에만 인덱스를 생성하십시오.

2. 복제 세트의 복제 지연

복제 지연은 복제 세트의 보조 멤버가 oplog(작업 로그)에서 작업을 적용하는 데 주 멤버보다 현저히 뒤처질 때 발생합니다.

진단: replSetGetStatus 확인

복제 세트의 모든 멤버에서 replSetGetStatus 명령을 사용하여 모든 멤버의 상태 및 동기화 상태를 확인하십시오.

실행 가능한 명령 예시:

rs.printReplicationInfo()
// Or directly querying the status:
rs.status()

주 멤버와 보조 멤버의 optimeDate를 확인하십시오. 주 멤버의 optime과 보조 멤버의 optime 간의 차이는 지연을 나타내며, 일반적으로 각 멤버의 secsBehind 필드에 표시됩니다.

빠른 수정 방법

1. 네트워크 지연 확인: 노드 간의 높은 지연 시간은 적시 데이터 전송을 방해할 수 있습니다.
2. 보조 노드의 리소스 경합: 보조 노드가 과부하 상태(높은 CPU, 느린 디스크 I/O)인 경우, 쓰기를 충분히 빠르게 적용할 수 없습니다. 지연되는 보조 노드의 시스템 성능 지표를 확인하십시오.
3. Oplog 크기: 지연이 심각한 경우, 보조 노드가 따라잡기 전에 oplog에서 오래된 작업을 롤오프했을 수 있습니다. secsBehind가 매우 큰 경우, 지연되는 멤버를 다시 동기화(재구성 또는 재구축)해야 할 수 있습니다.

3. 연결 오류 및 인증 실패

애플리케이션 서비스는 구성 오류, 방화벽 문제 또는 잘못된 자격 증명으로 인해 MongoDB에 연결하지 못하는 경우가 많습니다.

진단: 로그 및 네트워크 확인

먼저, MongoDB 서버가 예상되는 IP 주소와 포트에서 수신 대기하고 있는지 확인하십시오. MongoDB 서버 로그에서 특정 오류를 확인하십시오.

일반적인 로그 오류:

• Address already in use: 다른 프로세스가 해당 포트를 사용 중입니다.
• Connection refused: 서버 프로세스가 중단되었거나 방화벽에 의해 차단되었습니다.
• Authentication failed: 잘못된 사용자 이름/암호 또는 역할 할당입니다.

빠른 수정 방법

1. 방화벽 확인: MongoDB를 호스팅하는 서버에서 포트 27017(기본값) 또는 구성된 포트가 열려 있고 클라이언트 시스템에서 액세스할 수 있는지 확인하십시오.
2. 바인딩 IP 구성: 구성 파일(mongod.conf)에서 bindIp 설정을 확인하십시오. 127.0.0.1로 설정된 경우 로컬 연결만 허용됩니다. 외부 연결을 허용하려면 네트워크 ACL 또는 인증을 통해 보안이 처리되는 경우 0.0.0.0(또는 특정 IP 주소)으로 설정해야 합니다.
3. 인증 확인: 인증을 사용하는 경우(권장), 연결 문자열이 인증을 위한 올바른 데이터베이스(?authSource=admin이 필요한 경우)를 사용하고 사용자가 대상 데이터베이스에 필요한 역할을 가지고 있는지 확인하십시오.

4. 디스크 공간 부족

문서 데이터베이스인 MongoDB는 데이터를 디스크에 직접 저장합니다. 예상치 못한 데이터 증가 또는 부적절하게 처리된 데이터베이스 정리 작업은 디스크 공간 고갈로 빠르게 이어져 모든 쓰기 작업을 중단시킬 수 있습니다.

진단: 모니터링 및 db.stats() 사용

OS 모니터링 도구(Linux에서는 df -h)를 사용하여 전체 디스크 사용량을 확인하십시오. MongoDB 내에서는 db.stats() 명령을 사용하여 개별 데이터베이스가 얼마나 많은 공간을 사용하고 있는지 확인할 수 있습니다.

실행 가능한 명령 예시:

db.stats()

특히 storageSize 및 dataSize 필드를 확인하십시오.

빠른 수정 방법

1. 즉각적인 조치 (치명적인 경우): 서버에서 불필요한 프로세스를 중지하거나 임시 파일을 제거하여 시간을 확보하십시오.
2. 사용하지 않는 데이터 제거: 오래되었거나 불필요한 컬렉션/데이터베이스를 식별하고 삭제하십시오. 컬렉션을 삭제해도 MongoDB가 가비지 컬렉션을 수행하거나 컬렉션이 압축될 때까지 디스크 공간이 즉시 회수되지 않는다는 점을 기억하십시오.
3. 컬렉션 압축: 많은 삭제/업데이트가 발생한 컬렉션의 경우, compact 명령을 실행하면 예약된 디스크 공간을 확보할 수 있습니다(단, 이 작업 중에는 컬렉션이 잠깁니다).
   javascript db.myCollection.runCommand({ compact: 'myCollection' })
4. 저장 용량 증가: 장기적인 해결책은 동적 크기 조정을 지원하는 스토리지 엔진을 사용하는 경우 더 큰 디스크로 마이그레이션하거나 새 볼륨을 추가하는 것입니다.

경고: 디스크가 완전히 채워지면 데이터 손상을 방지하기 위해 MongoDB는 쓰기를 중지합니다. 정상적인 작업을 재개하기 전에 공간 문제를 해결해야 합니다.

5. 샤딩 클러스터 오류 (오래된 라우터/구성 서버)

샤딩 환경에서 구성 서버(config servers) 또는 쿼리 라우터(mongos 인스턴스) 내의 연결 또는 상태 문제는 전체 시스템을 중단시킬 수 있습니다.

진단: 클러스터 상태 확인

mongos 인스턴스에 대해 실행되는 sh.status() 명령은 샤딩 상태를 위한 주요 진단 도구입니다.

실행 가능한 명령 예시:

sh.status()

출력에서 확인해야 할 주요 영역은 다음과 같습니다:

• 구성 서버: 세 개의 구성 서버가 모두 실행 중이며 정상 상태를 보고하는지 확인하십시오.
• 샤드: 나열된 모든 샤드가 연결되어 있고 올바르게 보고하는지 확인하십시오.
• 오래된 상태: 라우터 또는 샤드가 오래된 구성 정보로 작동하고 있음을 나타내는 경고가 있는지 확인하십시오.

빠른 수정 방법

1. mongos 재시작:** mongos 프로세스가 응답하지 않거나 구성 읽기 관련 오류를 반환하는 경우, 라우터를 재시작하면 종종 연결을 다시 설정하고 구성 서버에서 최신 메타데이터를 가져오도록 강제할 수 있습니다.
2. 구성 서버 상태: 구성 서버가 문제인 경우(대부분 쓰기 승인(write concern) 실패로 인해), 복제 세트 정족수가 유지되고 구성 서버가 안정적인 I/O 성능을 갖는지 확인하십시오.
3. 오래된 구성 해결: 샤드가 다운되어 클러스터가 성능 저하 상태로 작동하는 경우, 먼저 특정 샤드의 근본적인 문제(예: 디스크 공간, 복제 지연)를 해결하십시오. 샤드가 복구되면 mongos 인스턴스는 클러스터 토폴로지에 대한 보기를 자동으로 업데이트해야 합니다.

결론

MongoDB를 효과적으로 문제 해결하려면 모니터링, 실행 계획 이해, 그리고 복제 세트 및 샤딩 토폴로지 상태에 대한 지식이 결합되어야 합니다. 느린 쿼리(explain() 사용), 복제 지연(rs.status()), 연결 문제, 디스크 공간 고갈, 샤딩 오류(sh.status())와 같은 일반적인 문제에 체계적으로 접근함으로써 관리자는 목표에 맞는 빠른 수정 방법을 구현할 수 있습니다. 정기적인 사전 예방적 점검과 내장된 진단 도구 활용은 고성능 및 고가용성 MongoDB 배포를 유지하는 데 매우 중요합니다.