[게임서버프로그래밍#2] RDBMS와 NoSQL

이 글에서는 데이터베이스의 두 가지 큰 흐름인 RDBMS와 NoSQL의 개념과 차이를 설명한다.
각각이 중시하는 원칙(ACID, BASE), 구조상의 차이, 분산처리(샤딩)까지 예시와 함께 살펴본다.

 

 

 

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데이터베이스의 기본 개념

 

데이터를 효율적으로 저장하고, 변경하고, 조회하기 위해 사용하는 시스템을 데이터베이스(Database)라고 한다.
데이터베이스는 크게 RDBMS(Relational Database Management System)와 NoSQL(Not Only SQL) 두 종류로 구분할 수 있다.

 

 

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RDBMS란 무엇인가

 

정의

• 관계형 데이터베이스로, 데이터를 테이블(table) 형태로 저장한다.
• 행(Row)과 열(Column)로 구성된 구조를 갖는다.
• **SQL(Structured Query Language)**로 데이터를 조회하거나 조작한다.

특징

• 데이터 간의 관계를 명확하게 표현할 수 있다.
• 복잡한 쿼리와 트랜잭션을 강력하게 지원한다.
• 데이터 일관성과 무결성을 매우 중요시한다.

대표 제품

• MySQL, PostgreSQL, Oracle DB, MS SQL Server 등

 

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NoSQL이란 무엇인가

 

1. 정의

• 전통적인 테이블 기반 구조를 따르지 않는 데이터베이스를 통칭한다.
• 주로 대규모 분산 시스템을 위한 목적으로 설계되었다.
• Tree 구조나 Key-Value 구조, Document 형태(JSON, BSON) 등 다양한 저장 방식을 가진다.

 

2. 특징

• 데이터 가용성을 중시한다.
• 컬렉션마다 서로 다른 스키마를 가질 수 있다.
• 수평 확장이 매우 용이하다.
• 게임 서버나 로그 저장용 데이터베이스로 자주 사용된다.

 

3. 대표 제품

• MongoDB, Couchbase, Cassandra, Riak 등

 

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ACID vs BASE

 

1. RDBMS - ACID 원칙

• 원자성(Atomicity): 트랜잭션은 모두 완료되거나 전혀 수행되지 않는다.
• 정합성(Consistency): 트랜잭션 수행 전후에 데이터 무결성이 유지된다.
• 독립성(Isolation): 동시에 수행되는 트랜잭션은 서로 간섭하지 않는다.
• 지속성(Durability): 트랜잭션이 완료되면 데이터는 영구히 저장된다.

 

2. NoSQL - BASE 원칙

• Basically Available: 시스템은 항상 응답하지만, 응답이 실패일 수도 있다.
• Soft state: 시스템 상태는 시간이 지나면서 변경될 수 있다.
• Eventual consistency: 일정 시간이 지나면 결국 데이터 일관성이 유지된다.

[요약]
RDBMS는 일관성을 최우선시하고,
NoSQL은 가용성과 확장성을 최우선시한다.

 

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RDBMS vs NoSQL 구조 비교

항목	RDBMS	NoSQL
인스턴스 개념	DB 인스턴스	DB 인스턴스
데이터 구조	테이블(Table)	컬렉션(Collection)
데이터 저장 단위	레코드(Record)	문서(Document)
저장 형식	정형 데이터(표 형태)	비정형 데이터(JSON 등)

*  NoSQL 관련 추가 정보 *

1. NoSQL에서는 데이터를 BSON(Binary JSON) 형태로 저장하는 경우가 많다.
2. MongoDB는 내부에 MMAP / WiredTiger 등의 엔진을 선택하여 사용할 수 있다.
3. 인덱스 생성 비용이 RDBMS보다 상대적으로 크다.
4. NoSQL에서는 Upsert가 기본적인 Insert 방식처럼 사용되기도 한다.
(Upsert() : 데이터가 없으면 insert, 데이터가 있으면 update하는 복합 명령)

 

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데이터베이스 분산처리 (샤딩)

 

1. 샤딩(Sharding)이란?

• 하나의 큰 데이터베이스를 여러 조각으로 나누어 저장하는 기술이다.
• 수평 확장(Scale-Out)이 가능해져 데이터 증가에 유연하게 대응할 수 있다.

 

2. 샤드 키(Shard Key)

• 데이터를 어떤 기준으로 나눌지 결정하는 키이다.
• 샤드 키는 변경이 불가능하다.
• 일반적으로 고유한 ID(Primary Key)를 샤드 키로 지정하여 각 서버가 독립적으로 데이터를 관리할 수 있게 한다.

주의할 점:

• 샤드 키를 잘못 설정하면 데이터 쏠림(Hot Spot) 문제가 발생할 수 있다.