MongoDB Search とベクトル検索の配置

Kubernetes演算子を使用したMongoDB Search およびMongoDB ベクトル検索の配置のサポートは、プレビュー機能として利用できます。機能および関連するドキュメントは、プレビュー期間中にいつでも変更される可能性があります。詳しくは、プレビュー機能を参照してください。

KubernetesクラスターにMongoDB Search とベクトル検索を配置すると、アプリケーション内で強力な検索エクスペリエンスを直接構築できます。MongoDB Search とベクトル検索を使用すると、オンプレミスのMongoDBデータベースと自動的に同期する従来のテキスト検索とAIを使用したベクトル検索機能の両方を構築できます。これにより、高度な検索機能を提供しながら個別のシステムを同期して維持する必要がなくなります。詳しくは、以下を参照してください。

オンプレミス配置で全文検索やセマンティック検索などの検索機能を有効にするには、 MongoDB Search およびベクトル検索プロセス（mongot）を配置し、それをMongoDBデータベース配置（mongod）に接続する必要があります。。mongot の配置は任意であり、それが提供する検索機能を活用する予定の場合にのみ必要です。

MongoDB Database プロセス（mongod）は、mongot のすべての検索クエリのプロキシとして機能します。mongod はクエリを mongot に転送し、クエリを処理します。mongot はクエリ結果を mongod に返し、ノードはその結果をに転送します。mongot と直接やり取りすることはありません。

各 mongot プロセスには、データベースや他の検索ノードと共有されていない独自の永続ボリュームがあります。ストレージは、データベースから継続的に提供されるデータから構築されたインデックスを維持するために使用されます。インデックス定義（メタデータ）はデータベース自体に保存されます。

mongot は、次のアクションを実行します。

インデックスを管理します。
mongot は、データベース内のインデックス定義を更新します。
データベースからデータを取得します。
mongot ノードは、データベースへの永続的な接続を確立し、データベースからインデックスをリアルタイムで更新します。
検索クエリを処理します。
When mongod が $search、$searchMeta、または $vectorSearch クエリを受信すると、そのクエリは mongot ノードのいずれかに送信されます。クエリを受け取った mongot はクエリを処理し、データを集計し、その結果を mongod に返し、ユーザーに転送します。

mongot コンポーネントは 1 つのMongoDBレプリカセットと厳密に結合されているため、複数のデータベースやレプリカセットで共有することはできません。つまり、レプリカセット配置には専用の検索ノードがあります。

mongot と mongod の間のネットワーク接続は両方向で行われます。

mongot は、インデックスの構築とクエリの実行に使用されるデータを取得するためにレプリカセットへの接続を確立します。
mongod は mongot に接続して、インデックス管理やデータのクエリなどの検索関連の操作を転送します。

MongoDB Search とベクトル検索の配置

Kubernetes演算子の有無にかかわらず、検索配置アーキテクチャに大きな違いはありません。Kubernetes Operator は、特にデータベースもKubernetes Operator によって管理されている場合に、完全に機能する検索ノードを配置するために必要な手順を簡素化します。

配置するには、MongoDBSearch カスタムリソース（CR）を適用します。これを Kubernetes 演算子が取得して mongot ポッドを取得して配置を開始し、spec で指定された永続ストレージをリクエストします。Kubernetes Operator を使用して配置されたMongoDB 検索とベクトル検索は、同じKubernetesクラスター内または完全に独立した外部MongoDBデータベース内にKubernetes Operator によって配置されたMongoDBレプリカセットを対象とできます。使用するように mongot を配置して構成する方法については、以下をご覧ください。

KubernetesのMongoDBレプリカセットについては、MongoDB Community Edition でインストールして使用するか、MongoDB Enterprise Edition で検索をインストールして使用するを参照してください。
外部MongoDBレプリカセットは、外部MongoDB Enterprise Edition を使用してMongoDB Search およびベクトル検索をインストールして使用するを参照してください。

前提条件

でMongoDB Search とベクトル検索を活用するには、次の手順に従います。

MongoDB Community を配置するには、Kubernetes Operator を使用して Kubernetes クラスター内に配置された、完全に機能する MongoDB 8.2+ レプリカセットが必要です。
MongoDB Enterprise を配置するには、次のいずれかの方法で配置された完全に機能するMongoDB 8.2+レプリカセットが必要です。
- Kubernetes演算子を使用するKubernetesクラスター内
- Kubernetesクラスターの外部
Cloud ManagerまたはMongoDB Ops Manager のインスタンス

始める前に、以下の点を考慮してください。

Considerations

ストレージ、ネットワーク、リソース、Kubernetesのバージョンと互換性、名前空間とRBAC、およびクラスターDNS要件について説明します。

|k8s| で永続的なボリュームを作成するには、動作する StorageClass が必要です。クラスター。これを行わない場合、PersistentVolumeClaims は保留中のままになり、MongoDB には耐久性があるストレージが存在しない可能性があります。
正しく構成されたクラスターネットワークが必要です。ClusterIP、NodePort、または LoadBalancer などのサービスはトラフィックをルーティングできる必要があります。外部クライアントがアクセスする必要がある場合は、 Ingress またはロードバランサーを設定します。
データベースと検索ノードには、MongoDBデータベースとMongoDB Search およびベクトル検索のワークロードがリソースを集中的に消費するため、十分なCPU、メモリ、ディスク領域が割り当てられている必要があります。エビクションやスロットリングを避けるために、Ped 仕様でリクエストと制限を使用することをお勧めします。
Kubernetesのバージョンは、使用するMongoDB演算子またはHelmチャートでサポートされている必要があります。一部の CRD または API はバージョン間で異なります。詳細については、Kubernetes演算子互換性のためのMongoDBパラメーターを参照してください。
必要な RBAC ロールとロールバインディングは、 Kubernetes Operator とポッド内で実行中プロセスでリソースを管理できるようにする必要があります。

制限

MongoDB 検索するとベクトル検索を配置する際の制限について説明します。

次のアーキテクチャではMongoDB Searchとベクトル検索を配置できません。

IBM Power (ppc64le)
IBM Z (s390x)

設定タスク

次の表は、 Kubernetes Operator が自動的に実行する構成タスクと、 KubernetesにMongoDB Search とベクトル検索を正常に配置し、 KubernetesのMongoDBレプリカセットまたは外部MongoDBレプリカセットに接続するために実行する必要があるアクションを示しています。

タスク	(Inside Kubernetes) Performed by	(External MongoDB) Performed by
Kubernetes内でのMongoDB Ops Managerの配置	Kubernetes 演算子	Kubernetes 演算子
Kubernetes の外部でのCloud ManagerまたはMongoDB Ops Managerの配置	あなたの	あなたの
MongoDBレプリカセットの配置	Kubernetes 演算子	あなたの
MongoDBSearch カスタムリソースを作成する	あなたの	あなたの
MongoDBレプリカセットへの接続文字列の指定	Kubernetes 演算子	あなたの
`mongot` 構成 YAML を作成	Kubernetes 演算子	Kubernetes 演算子
各 `mongod` プロセスで必要なレプリカセットパラメータを設定する	Kubernetes 演算子	あなたの
`searchCoordinator` ロールを持つ `mongot` のユーザーを作成	Kubernetes Operator と MongoDBUserリソースを適用することで	あなたの
クエリ検索に必要な権限を持つユーザーでMongoDBレプリカセットを構成する	あなたの	あなたの
MongoDB Search およびベクトル検索インデックスの作成	あなたの	あなたの
各 `mongod`ノードから接続するために検索ポッドを外部で公開します	不要	あなたの
`mongot` ノードからの接続用にmongodポッドを外部で公開します	不要	あなたの

mongodと mongot の両方がKubernetesに配置

Kubernetesクラスターで実行中mongodと mongot プロセスのアーキテクチャ。

次の図は、 KubernetesクラスターにMongoDB Enterpriseレプリカセット単一のMongoDB Search およびベクトル検索インスタンスの配置アーキテクチャを示しています。

KubernetesクラスターでのMongoDB EnterpriseによるMongoDB Search とベクトル検索の配置アーキテクチャを示す図。

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次の図は、 MongoDB Enterprise Editionレプリカセットを持つMongoDB Search およびベクトル検索用のKubernetes Operator がKubernetesクラスターに配置するコンポーネントを示しています。

演算子を使用した、 MongoDB Search およびベクトル検索配置を持つMongoDB Enterpriseレプリカセットに含まれるコンポーネントを示す図。

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mongot プロセスと mongod プロセスの両方がKubernetesクラスター内に配置されている場合、 Kubernetes Operator は両方のプロセスの構成を自動的に実行します。具体的には、 Kubernetes演算子は次の操作を実行します。

MongoDBSearch が参照する MongoDB CR を spec.source.mongodbResourceRef を使用して検索するか、命名規則により MongoDBSearch と同じ名前の MongoDB CR を検索します。
YAMLファイルに mongot 構成を生成し、それを <MongoDBSearch.metadata.name>-search-config という名前の構成マップに保存します。
コンフィギュレーションマップは検索ポッドによってマウントされ、YAML 構成はスタートアップ時に mongot のプロセスによって使用されます。生成された YAML には、レプリカセットへの接続方法、TLS 設定などに関するすべての情報が含まれています。
CR のと設定に従って構成されたストレージとリソースの要件を持つ、という名前のMongoDB Search とベクトル検索ステートメントセットを配置します。<MongoDBSearch.metadata.name>-searchspec.persistencespec.resourceRequirements
mongot ホストのホスト名やポート番号など、必要な setParameter オプションを追加して、すべての mongod プロセスの構成を更新します。必要な setParameter オプション（ MongoDBレプリカセットノードのホスト名とポート番号など）。

次のアクションを実行する必要があります。

MongoDBUser カスタムリソースを使用してレプリカセットにユーザーを作成します。mongot は、このユーザーの認証情報を使用してレプリカセットに接続し、データをソースします。
- ユーザー名は任意ですが（例では search-sync-source-user を使用しています）、searchCoordinator ロールが設定されている必要があります。
- このユーザーのユーザー名とパスワードは、それぞれ MongoDBSearch.spec.source.username と MongoDBSearch.spec.source.passwordSecretRef で渡されます。
  パスワードシークレットは、MongoDBUser 仕様（MongoDBUser.spec.source.passwordSecretKeyRef）の作成に使用されたものと同じシークレットを参照できます。
MongoDBSearch カスタムリソースを構成して適用します。

mongot プロセスの CR 設定の詳細については、 MongoDB Search とベクトル検索設定を参照してください。

mongod を使用してKubernetesに配置され、 Kubernetes の外部で実行されます

Kubernetesクラスターの外部で実行中mongodプロセスを使用するためにKubernetesクラスターに配置された mongot プロセスのアーキテクチャ。

次の図は、外部MongoDB Enterprise Editionレプリカセットを使用するKubernetesクラスターでのMongoDB Search とベクトル検索の配置アーキテクチャを示しています。

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次の図は、 Kubernetes Operator がMongoDB Search およびベクトル検索用のKubernetesクラスターに配置するコンポーネントを示しています。

演算子を使用したMongoDB Search とMongoDB Enterpriseレプリカセットの配置に含まれるコンポーネントを示す図。

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Kubernetesの外部でMongoDBデプロイている場合にMongoDB Search とベクトル検索を活用するには、 Kubernetes演算子を使用して mongot を配置し、いくつかの手順を手動で実行する必要があります。Kubernetes Operator は、検索ポッドの構成を処理します。ただし、 MongoDBレプリカセットがKubernetesの外部にある場合は、 MongoDBノードとネットワークを再構成する必要があります。

以下の手動設定はユーザーが管理します。

MongoDB の外部構成

外部レプリカセット内のすべての mongod プロセスで setParameter を使用して、次のパラメータを構成します。構成する際、<search-service-hostname>:27028 を MongoDBSearch サービスの実際の解決可能なホスト名とポートに置き換えます。

setParameter:
  mongotHost: "<search-service-hostname>:27028"
  searchIndexManagementHostAndPort: "<search-service-hostname>:27028"
  skipAuthenticationToSearchIndexManagementServer: false
  searchTLSMode: "disabled"  # or "requireTLS" for TLS deployments
  useGrpcForSearch: true

検索同期プロセス用の外部レプリカセットにユーザーを作成します。このユーザーには searchCoordinator ロールが必要です。
```
- userName: "search-sync-source"
  password: "<your-search-sync-password>"
  database: "admin"
  roles:
    - role: "searchCoordinator"
      db: "admin"
```

Kubernetes の構成

外部MongoDBホストを指すように MongoDBSearch CR を構成して適用するspec.source.external。
検索同期ユーザーのパスワード用にKubernetesシークレットを作成します。
```
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: search-sync-source-password
stringData:
  password: "your-search-sync-password"
```
ネットワークと DNS を設定して、外部MongoDBと検索ポッド間の双方向接続を確保します。外部MongoDB環境は検索サービスのホスト名（<search-service-hostname>）を解決できる必要があります。

外部の mongod プロセスに接続するための mongot プロセスの CR 設定の詳細については、MongoDB Search とベクトル検索の設定を参照してください。

セキュリティ

次の画像は、mongot プロセスのセキュリティ構成を示しています。MongoDBサーバーがKubernetesクラスター内にある場合、 Kubernetes Operator はMongoDB Search とベクトル検索のキーファイル認証を自動的に設定します。MongoDBサーバーが外部の場合は、レプリカセットのキーファイル認証情報を含むkubernetes secretを作成し、MongoDBSearch CRで参照する必要があります。

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認証

mongot プロセスは、mTLS を使用して mongod 接続を認証します。TLS を有効にすると、mongot プロセスは認証のクライアント証明書としてMongoDBサーバーの TLS 証明書を使用します。この証明書は、mongot が構成されている CA 証明書に対して検証されます。認証を正しく機能させるには、TLS を有効にして、mongot と mongod の両方を構成する必要があります。

同じKubernetesクラスター内のMongoDBリソースをインデックスように構成された場合、MongoDB と MongoDBSearch リソースの両方が TLS 用に構成されている場合、 Kubernetes Operator は mongod CA 証明書を mongot に自動的に伝達し、検索クエリ接続で mTLS を有効にします。MongoDBレプリカセットがKubernetesの外部に配置されている場合は、レプリカセットのCA証明書を含むKubernetes secretを作成し、MongoDBSearch.spec.source.external.tls.caフィールドで参照、検索クエリリクエストでmTLS認証を有効にする必要があります。

トランスポート層のセキュリティ

MongoDBSearch は、TLS を使用して転送中のデータと認証情報を保護できます。インデックスマネジメントコマンドと検索クエリでは、（空のオブジェクトであっても、{}）spec.security.tlsフィールドを指定し、spec.security.tls.certificateKeySecretRefフィールドのKubernetes SecretでTLS証明書を提供します。この TLS 証明書は、MongoDB レプリカセットが使用する CA 証明書を発行したのと同じ CA によって発行され、署名されている必要があります。

MongoDBSearch と MongoDB の両方が Kubernetes 演算子によって配置されると、基礎の mongot と mongod の構成は大部分が Kubernetes 演算子自体によって処理されます。MongoDBレプリカセットがKubernetesの外部に配置される場合、.spec.source.external.tlsフィールドには、mongod が構成されているのと同じ CA 証明書を含むkubernetes secretが入力され、mongod 構成自体で searchTLSMode パラメータが requireTLS に設定されている必要があります。