Implementasi dan Analisis Arsitektur High-Availability Berbasis Konsensus Raft guna Menjamin Integritas dan Ketahanan Data

Abstract

Gangguan layanan pada sistem digital kritis dapat menyebabkan downtime, inkonsistensi transaksi, dan kehilangan data (data loss). Penelitian ini mengimplementasikan dan menganalisis arsitektur High Availability berbasis konsensus Raft untuk meningkatkan ketersediaan layanan sekaligus menjamin integritas dan ketahanan data pada lingkungan database berbasis PostgreSQL. Arsitektur yang diusulkan mengintegrasikan Patroni sebagai cluster manager, etcd sebagai distributed key-value store, HAProxy dan Keepalived untuk manajemen failover akses, PgBouncer untuk connection pooling, serta pgBackRest untuk backup dan recovery. Evaluasi dilakukan di dalam lingkungan uji virtualisasi melalui skenario replikasi synchronous dan asynchronous, yang dikombinasikan dengan pengujian integritas transaksi, fatal recovery, dan Point-in-Time Recovery (PITR). Hasil pengujian menunjukkan bahwa replikasi synchronous menghasilkan nilai RTO dalam rentang 26,46–36,85 detik, sedangkan replikasi asynchronous menghasilkan nilai RTO dalam rentang 25,06–31,22 detik. RTO tersebut dipengaruhi oleh beberapa tahapan, yaitu waktu deteksi kegagalan oleh Patroni, proses leader election melalui etcd, promosi standby menjadi leader baru, serta pembaruan jalur akses melalui HAProxy dan Keepalived. Tidak ditemukan adanya data duplikat, maupun kegagalan hash setelah terjadinya proses failover. Namun terjadi data loss pada mode asynchronous yang merupakan trade-off antara ketersediaan atau ketahanan antara kedua mode. Selain itu, pgBackRest berhasil merestorasi basis data pasca-kerusakan fatal dan memulihkan data yang terhapus ke titik waktu yang spesifik. Temuan ini mengindikasikan bahwa arsitektur yang diusulkan secara efektif memperkuat tingkat ketersediaan, integritas transaksi, dan kemampuan pemulihan pada kondisi kegagalan.