Apa Itu Elasticsearch? Kenali Teknologi di Balik Pencarian Data Cepat

Seiring bertambahnya jumlah data dalam sebuah aplikasi, kebutuhan untuk mencari, memfilter, dan menganalisis informasi dengan cepat menjadi semakin penting. Database relasional seperti MySQL atau PostgreSQL sangat baik untuk menyimpan data terstruktur dan menjalankan transaksi, tetapi kebutuhan pencarian teks dalam jumlah besar terkadang memerlukan teknologi yang dirancang khusus untuk search dan analytics.

Salah satu teknologi yang banyak digunakan untuk kebutuhan tersebut adalah Elasticsearch. Teknologi ini dirancang sebagai mesin pencarian dan analitik terdistribusi yang dapat menangani berbagai jenis data, termasuk teks, angka, data terstruktur, tidak terstruktur, hingga data geografis. Elasticsearch dibangun di atas Apache Lucene dan digunakan untuk membangun aplikasi yang membutuhkan pencarian serta analisis data dengan cepat.

Dalam konteks database, Elasticsearch sering disebut sebagai database NoSQL berorientasi dokumen, meskipun istilah tersebut belum sepenuhnya menggambarkan kemampuannya. Elasticsearch pada dasarnya merupakan distributed search and analytics engine sekaligus data store yang menyediakan kemampuan indexing, full-text search, aggregations, dan pengelolaan data secara terdistribusi.

Apa Itu Elasticsearch?

Elasticsearch adalah mesin pencarian dan analitik terdistribusi yang digunakan untuk menyimpan, mengindeks, mencari, dan menganalisis data dalam jumlah besar secara efisien. Data di dalamnya disimpan dalam bentuk document dengan format JSON, sehingga struktur data lebih fleksibel dibandingkan model tabel pada database relasional. Elasticsearch juga dirancang untuk bekerja secara terdistribusi dengan membagi data ke dalam shard yang dapat ditempatkan pada beberapa node. Salinan data atau replica dapat digunakan untuk membantu meningkatkan ketersediaan serta mendukung performa pencarian.

Dalam praktiknya, Elasticsearch banyak dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan yang membutuhkan pencarian dan analisis data secara cepat, seperti full-text search, pencarian produk pada e-commerce, pencarian artikel dan dokumen, analisis log aplikasi, monitoring sistem, analisis keamanan, hingga pencarian berdasarkan lokasi geografis. Teknologi ini juga dapat digunakan untuk mengolah dan menganalisis data dalam jumlah besar pada aplikasi maupun website.

Dengan demikian, Elasticsearch tidak hanya berfungsi sebagai tempat penyimpanan data. Fokus utamanya adalah membantu aplikasi menemukan, memfilter, dan menganalisis informasi secara cepat, sehingga sangat berguna untuk sistem yang memiliki kebutuhan pencarian kompleks atau harus menangani data dalam skala besar.

Apakah Elasticsearch Termasuk Database?

Pertanyaan ini cukup sering muncul karena Elasticsearch dapat menyimpan data seperti database pada umumnya. Jawabannya adalah Elasticsearch dapat berfungsi sebagai data store atau database NoSQL untuk sejumlah kebutuhan, tetapi secara konsep utamanya adalah search dan analytics engine.

Elasticsearch menyimpan data dalam bentuk document dan menyediakan API untuk melakukan operasi terhadap data tersebut. Namun, karakteristiknya berbeda dari database relasional seperti MySQL atau PostgreSQL.

Aspek	Elasticsearch	Database Relasional
Model data	Document/JSON	Tabel dan baris
Fokus utama	Search dan analytics	Transaksi dan penyimpanan data terstruktur
Query	Query DSL dan API	SQL
Full-text search	Sangat kuat	Tersedia, tetapi bukan fokus utama
Skalabilitas	Dirancang terdistribusi	Bergantung pada teknologi dan arsitektur
Struktur data	Fleksibel melalui mapping	Umumnya menggunakan schema tabel
Relasi antar data	Tidak menjadi fokus utama	Sangat kuat dengan relationship dan JOIN
Aggregation	Sangat kuat untuk analisis search	Menggunakan fungsi agregasi SQL
Transaksi kompleks	Bukan fokus utama	Salah satu kemampuan utama
Penggunaan umum	Search, log, observability, analytics	Aplikasi transaksional dan data terstruktur

Karena perbedaan tersebut, Elasticsearch tidak sebaiknya dianggap sebagai pengganti langsung semua database relasional. Pemilihannya perlu disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi. Dalam banyak arsitektur, database relasional tetap digunakan sebagai sumber data utama, sementara Elasticsearch digunakan sebagai sistem pencarian atau analitik yang menerima salinan data yang diperlukan.

Mengapa Elasticsearch Disebut Database NoSQL?

Elasticsearch sering dikategorikan sebagai teknologi NoSQL document-oriented karena data disimpan dalam bentuk document, bukan dalam tabel relasional. Sebagai contoh, data produk dapat direpresentasikan sebagai document JSON:

{
  "id": 101,
  "nama": "Laptop",
  "kategori": "Elektronik",
  "harga": 8500000,
  "stok": 25
}

Document tersebut memiliki field seperti id, nama, kategori, harga, dan stok. Berbeda dengan database relasional yang menyimpan data dalam baris dan kolom, Elasticsearch menggunakan document sebagai unit data utama.

Namun, penting untuk memahami bahwa NoSQL bukan berarti Elasticsearch memiliki karakteristik yang sama dengan semua database NoSQL lainnya. Elasticsearch memiliki desain dan tujuan khusus yang sangat berorientasi pada pencarian dan analitik.

Struktur Data dalam Elasticsearch

Untuk memahami Elasticsearch, terdapat beberapa istilah penting yang perlu diketahui.

1. Document

Document adalah unit data utama dalam Elasticsearch. Document biasanya menggunakan format JSON dan berisi field serta nilai yang menggambarkan suatu objek atau entitas. Misalnya sebuah document dapat merepresentasikan satu produk, satu artikel, satu event log, atau satu transaksi.

2. Field

Field adalah atribut yang terdapat di dalam document. Contohnya:

nama
harga
kategori
tanggal
lokasi

Setiap field dapat memiliki tipe data dan konfigurasi tertentu.

3. Index

Index merupakan kumpulan document yang memiliki karakteristik atau tujuan pencarian yang serupa. Sebagai gambaran sederhana, aplikasi e-commerce dapat memiliki index untuk data produk. Misalnya:products

Index tersebut dapat berisi ribuan atau jutaan document produk. Konsep index di Elasticsearch berbeda dengan index pada database relasional. Pada Elasticsearch, index merupakan struktur logis yang menampung document dan kemudian dibagi menjadi shard untuk kebutuhan distribusi.

4. Shard

Shard adalah bagian dari sebuah index yang digunakan untuk membagi data agar dapat didistribusikan ke node berbeda. Sharding memungkinkan Elasticsearch bekerja secara terdistribusi. Data pada sebuah index dapat dibagi menjadi beberapa primary shard dan kemudian ditempatkan pada node yang berbeda. Pembagian ini membantu Elasticsearch menangani data dalam skala besar dan menjalankan operasi secara paralel.

5. Replica

Replica shard adalah salinan dari primary shard. Replica memiliki beberapa manfaat, terutama untuk meningkatkan fault tolerance dan dapat membantu meningkatkan throughput pencarian.

Jika sebuah node mengalami kegagalan, replica dapat digunakan sebagai salinan data pada node lain. Elasticsearch juga dapat mendistribusikan replica ke node berbeda agar tidak berada pada lokasi yang sama dengan primary shard.

6. Node

Node adalah instance Elasticsearch yang menjadi bagian dari sebuah cluster. Sebuah node dapat memiliki peran tertentu sesuai konfigurasi dan arsitektur cluster.

7. Cluster

Cluster adalah sekumpulan node Elasticsearch yang bekerja bersama untuk menyimpan, mencari, dan mengelola data. Arsitektur cluster memungkinkan Elasticsearch mendistribusikan data dan workload ke beberapa node.

Bagaimana Cara Kerja Elasticsearch?

Secara sederhana, cara kerja Elasticsearch dapat dibagi menjadi beberapa proses, yaitu ingestion, indexing, search, dan aggregation.

1. Data Dikirim ke Elasticsearch

Aplikasi mengirimkan data ke Elasticsearch melalui API. Data dapat berasal dari berbagai sumber, seperti:

Aplikasi web.
Database.
Server.
Log.
Sistem monitoring.
Aplikasi mobile.
Data transaksi.
Sistem keamanan.

Data tersebut kemudian diterima dan diproses oleh Elasticsearch.

2. Data Disimpan sebagai Document

Data biasanya disimpan sebagai document dengan struktur JSON. Setiap document memiliki identifier dan sejumlah field yang menggambarkan informasi di dalamnya.

3. Data Diindeks

Elasticsearch melakukan proses indexing agar data dapat ditemukan secara efisien. Salah satu konsep penting dalam pencarian teks adalah inverted index, yang memungkinkan mesin pencarian memetakan istilah atau token tertentu ke document yang mengandungnya. Pendekatan ini menjadi salah satu alasan Elasticsearch dapat melakukan full-text search dengan cepat karena Elasticsearch dibangun di atas Apache Lucene.

4. Pengguna Mengirim Query

Ketika pengguna melakukan pencarian, aplikasi mengirimkan query ke Elasticsearch. Misalnya pengguna mencari: laptop gaming murah, Elasticsearch kemudian memproses query tersebut dan mencari document yang paling sesuai berdasarkan konfigurasi field, analyzer, query, serta mekanisme relevansi yang digunakan.

5. Elasticsearch Mengembalikan Hasil

Setelah pencarian selesai, Elasticsearch mengembalikan hasil kepada aplikasi. Hasil tersebut dapat mencakup:

Document yang cocok.
Score relevansi.
Field tertentu.
Highlight.
Aggregation.
Informasi pagination.

Dengan demikian, aplikasi dapat menampilkan hasil pencarian kepada pengguna.

Apa Fungsi Elasticsearch?

Elasticsearch memiliki berbagai fungsi yang membuatnya banyak digunakan dalam sistem modern.

Full-Text Search

Salah satu fungsi utama Elasticsearch adalah full-text search. Teknologi ini dapat digunakan untuk mencari kata atau frasa di dalam data teks dalam jumlah besar. Contohnya:

Mesin pencarian website.
Pencarian produk.
Pencarian artikel.
Pencarian dokumen.
Pencarian data internal perusahaan.

Pencarian Produk

Pada e-commerce, Elasticsearch dapat digunakan untuk membantu pengguna menemukan produk berdasarkan kata kunci, kategori, harga, merek, atau atribut tertentu.
Misalnya pengguna mengetik: “sepatu running pria”
Sistem dapat mengembalikan produk yang relevan berdasarkan data yang telah diindeks.

Analisis Log

Elasticsearch juga banyak digunakan untuk menyimpan dan mencari data log.
Misalnya server menghasilkan jutaan event:

INFO
WARNING
ERROR

Data tersebut dapat dikirim ke Elasticsearch sehingga tim dapat melakukan pencarian dan analisis berdasarkan waktu, service, host, status, atau jenis error.

Observability

Elasticsearch dapat menjadi bagian dari sistem observability untuk membantu menganalisis log, metrics, dan data terkait aplikasi. Elastic sendiri menyediakan solusi search, observability, dan security yang dibangun di atas platform Elasticsearch.

Analisis Data

Elasticsearch menyediakan aggregations yang dapat digunakan untuk meringkas dan menganalisis data. Misalnya aplikasi dapat menghitung:

Jumlah transaksi.
Rata-rata harga.
Jumlah produk per kategori.
Jumlah error per service.
Traffic berdasarkan waktu.
Distribusi data berdasarkan lokasi.

Kemampuan aggregation merupakan salah satu bagian penting dari kemampuan analytics Elasticsearch.

Pencarian Data Geografis

Elasticsearch juga dapat digunakan untuk data geografis. Contohnya:

Mencari restoran terdekat.
Mencari hotel berdasarkan lokasi.
Mencari cabang terdekat.
Menganalisis koordinat.
Melakukan filter berdasarkan area geografis.

Perbedaan Elasticsearch dan MySQL

Elasticsearch dan MySQL memiliki tujuan yang berbeda sehingga pemilihannya perlu disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi.

Aspek	Elasticsearch	MySQL
Jenis	Search dan analytics engine/data store	Relational database
Model data	Document	Tabel
Format utama	JSON	Row/column
Search teks	Sangat kuat	Tersedia
SQL	Tidak menggunakan SQL sebagai mekanisme utama	Menggunakan SQL
JOIN	Bukan fokus utama	Didukung
Transaksi relasional	Bukan fokus utama	Sangat penting
Skalabilitas terdistribusi	Salah satu karakteristik utama	Memerlukan desain arsitektur tertentu
Analisis search	Sangat kuat	Lebih terbatas
Use case	Search, log, analytics	Aplikasi transaksional

Untuk aplikasi e-commerce misalnya, MySQL dapat menjadi sumber data utama produk, pelanggan, pesanan, dan pembayaran. Elasticsearch kemudian dapat digunakan sebagai search engine untuk menyediakan pencarian produk yang cepat dan fleksibel. Pendekatan seperti ini memungkinkan masing-masing teknologi digunakan berdasarkan kemampuan yang paling sesuai.

Perbedaan Elasticsearch dan PostgreSQL

PostgreSQL juga memiliki kemampuan pencarian teks dan berbagai fitur indexing. Namun, Elasticsearch dirancang dengan fokus yang berbeda.

Aspek	Elasticsearch	PostgreSQL
Model utama	Document/search engine	Relational database
Full-text search	Fokus utama	Didukung
Relasi data	Terbatas dibanding database relasional	Sangat kuat
SQL	Bukan mekanisme utama	Ya
Transaction	Bukan fokus utama	Sangat kuat
Analytics	Aggregations	SQL dan extension
Distribusi data	Native distributed architecture	Memerlukan solusi/arsitektur tambahan sesuai kebutuhan
Use case	Search, analytics, logs	Transaksi, aplikasi relasional

PostgreSQL lebih cocok jika aplikasi membutuhkan hubungan data yang kompleks dan transaksi relasional. Elasticsearch lebih cocok ketika pencarian teks, relevansi, filtering, dan analitik pencarian menjadi kebutuhan utama.

Kelebihan Elasticsearch

Elasticsearch memiliki beberapa kelebihan yang membuatnya populer untuk kebutuhan pencarian dan analitik.

1. Pencarian Cepat

Struktur indexing yang digunakan Elasticsearch memungkinkan pencarian dilakukan secara efisien pada dataset yang besar.

2. Full-Text Search

Elasticsearch dirancang untuk kebutuhan pencarian teks sehingga dapat digunakan untuk membangun search engine pada aplikasi.

3. Skalabilitas

Data dapat dibagi ke dalam shard dan didistribusikan ke beberapa node sehingga sistem dapat berkembang sesuai kebutuhan.

4. High Availability

Replica shard dapat membantu menyediakan salinan data pada node lain sehingga sistem lebih tahan terhadap kegagalan node tertentu.

5. Fleksibel

Document JSON membuat struktur data relatif fleksibel dan cocok untuk banyak jenis aplikasi.

6. Aggregation

Elasticsearch dapat digunakan tidak hanya untuk mencari data, tetapi juga melakukan analisis dan meringkas data melalui aggregation.

7. Cocok untuk Data dalam Jumlah Besar

Arsitektur terdistribusi memungkinkan Elasticsearch digunakan untuk workload yang membutuhkan pemrosesan data dalam skala besar.

Kekurangan Elasticsearch

Di balik berbagai kelebihannya, Elasticsearch juga memiliki beberapa keterbatasan.

1. Bukan Pengganti Semua Database

Elasticsearch tidak dirancang untuk menggantikan database relasional pada seluruh jenis aplikasi. Jika aplikasi membutuhkan transaksi kompleks dan relationship yang kuat, database relasional biasanya lebih sesuai.

2. Membutuhkan Resource

Elasticsearch dapat membutuhkan resource CPU, memory, dan storage yang cukup besar, terutama ketika dataset dan workload pencarian meningkat.

3. Pengelolaan Cluster Bisa Kompleks

Pada deployment berskala besar, pengelolaan shard, replica, node, resource, indexing, retention, dan monitoring membutuhkan perencanaan yang baik.

4. Perubahan Mapping Perlu Direncanakan

Struktur field dan tipe data perlu dirancang dengan baik. Perubahan tertentu pada mapping tidak selalu dapat dilakukan secara sederhana setelah data terlanjur diindeks.

5. Konsistensi Tidak Sama dengan Database Transaksional

Elasticsearch memiliki karakteristik dan mekanisme konsistensi yang berbeda dari database relasional yang dirancang untuk transaksi kompleks. Karena itu, penggunaannya perlu disesuaikan dengan kebutuhan sistem.

Kapan Sebaiknya Menggunakan Elasticsearch?

Elasticsearch layak dipertimbangkan ketika aplikasi membutuhkan kemampuan pencarian dan analisis data yang cepat, fleksibel, serta mampu menangani volume data yang besar. Teknologi ini dapat menjadi pilihan untuk website dengan fitur pencarian kompleks, platform e-commerce dengan banyak produk, portal berita, sistem pencarian dokumen, hingga aplikasi yang membutuhkan filtering dan sorting pada dataset berukuran besar.

Selain pencarian, Elasticsearch juga dapat digunakan untuk analisis log, observability, sistem keamanan, pencarian berdasarkan lokasi, dan pembuatan dashboard analitik. Kemampuannya dalam mengindeks serta menganalisis data membuat teknologi ini sesuai untuk aplikasi yang perlu menemukan informasi tertentu dengan cepat atau menghasilkan ringkasan dari data dalam jumlah besar.

Namun, Elasticsearch tidak selalu menjadi pilihan yang tepat sebagai database utama. Jika kebutuhan aplikasi lebih berfokus pada transaksi, pembayaran, pencatatan rekening, hubungan antartabel, serta integritas data yang kompleks, database relasional seperti MySQL atau PostgreSQL biasanya lebih sesuai. Dengan demikian, pemilihan Elasticsearch sebaiknya didasarkan pada kebutuhan aplikasi, bukan semata-mata karena kemampuannya dalam menangani data dalam jumlah besar.

Apakah Elasticsearch Bisa Menggantikan Database?

Elasticsearch dapat digunakan sebagai data store untuk kebutuhan tertentu, tetapi tidak selalu tepat jika dijadikan pengganti database utama. Pemilihannya perlu disesuaikan dengan jenis data, kebutuhan transaksi, struktur aplikasi, serta fungsi yang ingin dijalankan. Untuk aplikasi yang membutuhkan transaksi kompleks dan hubungan data yang kuat, database relasional seperti MySQL atau PostgreSQL umumnya lebih sesuai sebagai penyimpanan data utama.

Sebagai contoh, pada sistem e-commerce, database relasional dapat digunakan untuk menyimpan data pelanggan, pesanan, pembayaran, stok, relasi produk, dan informasi transaksi. Sementara itu, Elasticsearch dapat digunakan sebagai lapisan pencarian untuk membantu pengguna menemukan produk, melakukan filtering dan sorting, menyediakan fitur autocomplete, menganalisis katalog, atau mencari produk berdasarkan lokasi.

Dengan pendekatan tersebut, database utama dan Elasticsearch tidak harus saling menggantikan, tetapi dapat digunakan secara bersamaan sesuai fungsi masing-masing. Database relasional berperan sebagai sumber data utama, sedangkan Elasticsearch menangani kebutuhan pencarian dan analisis yang membutuhkan performa serta fleksibilitas lebih tinggi.

Elasticsearch dalam Arsitektur Aplikasi

Dalam sebuah sistem modern, Elasticsearch dapat ditempatkan sebagai lapisan pencarian di samping database utama. Contoh sederhananya:

                 ┌─────────────────┐
                 │   Aplikasi Web  │
                 └────────┬────────┘
                          │
              ┌───────────┴───────────┐
              │                       │
              ▼                       ▼
       ┌─────────────┐        ┌─────────────┐
       │   MySQL /   │        │ Elasticsearch│
       │ PostgreSQL  │        │   Search     │
       └─────────────┘        └─────────────┘
              │                       │
              ▼                       ▼
        Data Utama              Data Search

Database relasional dapat menjadi source of truth, sedangkan Elasticsearch berfungsi sebagai lapisan pencarian dan analitik. Data dari database kemudian dapat disinkronkan atau diindeks ke Elasticsearch menggunakan mekanisme ingestion yang sesuai dengan arsitektur aplikasi. Pendekatan tersebut membantu menghindari pemaksaan satu teknologi untuk menangani semua kebutuhan.

1. Elasticsearch dan Kibana

Elasticsearch sering digunakan bersama Kibana, yaitu antarmuka visualisasi dan analisis yang menjadi bagian dari Elastic Stack. Dengan Kibana, data yang berada di Elasticsearch dapat digunakan untuk membuat:

Dashboard.
Grafik.
Visualisasi.
Monitoring.
Analisis log.
Tampilan data operasional.

Elastic menjelaskan bahwa Elastic Stack mencakup Elasticsearch dan Kibana bersama komponen lain yang digunakan untuk mengambil, mencari, menganalisis, dan memvisualisasikan data.
Secara sederhana:

Elasticsearch → menyimpan, mengindeks, mencari, dan menganalisis data
Kibana → membantu memvisualisasikan dan mengeksplorasi data

2. Elasticsearch dalam ELK Stack

Elasticsearch juga dikenal sebagai salah satu komponen utama dalam ELK Stack. ELK merupakan singkatan dari:

Elasticsearch
Logstash
Kibana

Secara umum, Logstash dapat digunakan untuk memproses dan mengirim data, Elasticsearch menangani indexing serta pencarian, sedangkan Kibana digunakan untuk visualisasi dan eksplorasi data. Namun, ekosistem Elastic saat ini lebih luas daripada tiga komponen tersebut dan mencakup berbagai komponen ingestion serta observability lainnya. Elastic menyebut Elasticsearch, Beats, Logstash, dan Kibana sebagai bagian dari Elastic Stack.

Best Practice Menggunakan Elasticsearch

Penggunaan Elasticsearch dalam production sebaiknya tidak hanya berfokus pada kemampuan pencarian. Perencanaan data dan cluster juga sangat penting.

Tentukan Use Case dengan Jelas
Tentukan apakah Elasticsearch digunakan untuk search, analytics, log management, observability, atau kombinasi beberapa kebutuhan.

Rancang Mapping dengan Baik
Field yang digunakan untuk pencarian, filtering, sorting, dan aggregation perlu ditentukan dengan mempertimbangkan kebutuhan aplikasi.

Gunakan Shard Secara Proporsional
Jumlah shard sebaiknya disesuaikan dengan volume data dan workload. Terlalu banyak shard berukuran kecil juga dapat menimbulkan overhead dan masalah operasional.

Gunakan Replica
Replica dapat membantu meningkatkan fault tolerance dan dalam kondisi tertentu membantu meningkatkan kapasitas pencarian.

Monitor Cluster
Pantau penggunaan CPU, memory, storage, indexing rate, search latency, error, dan kesehatan cluster.

Kelola Retensi Data
Untuk data log atau event yang terus bertambah, tentukan kebijakan retensi agar storage tidak terus meningkat tanpa batas.

Rencanakan Backup dan Recovery
Data Elasticsearch tetap perlu memiliki strategi backup dan recovery yang sesuai dengan tingkat kepentingan sistem.

Kesimpulan

Elasticsearch adalah distributed search and analytics engine yang digunakan untuk menyimpan, mengindeks, mencari, dan menganalisis data dalam jumlah besar. Teknologi ini dibangun di atas Apache Lucene dan banyak digunakan untuk full-text search, pencarian produk, analisis log, observability, filtering, hingga aggregation.

Elasticsearch tidak selalu harus menggantikan MySQL atau PostgreSQL. Dalam banyak aplikasi, database relasional tetap menjadi sumber data utama, sedangkan Elasticsearch digunakan sebagai lapisan pencarian dan analitik. Pemahaman mengenai document, index, shard, replica, node, dan cluster penting agar penerapannya sesuai dengan kebutuhan sistem.

Untuk menambah wawasan mengenai database, hosting, server, cloud computing, DevOps, dan teknologi website, Anda juga dapat membaca berbagai artikel teknologi di Blog Hosteko. Infrastruktur seperti CPU, RAM, dan storage juga perlu disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi agar Elasticsearch dapat berjalan secara optimal.

5/5 - (1 vote)

Apa Itu Elasticsearch? Kenali Teknologi di Balik Pencarian Data Cepat