NoSQL Database

NoSQL Database

NoSQL(Not Only SQL)은 일반적으로 모든 비관계형 데이터베이스를 지칭할 때 사용되며 관계형 데이터 베이스의 테이블과는 다른 방식으로 다양한 유형의 데이터를 저장한다.
대표적으로 다음과 같은 환경에서 많이 사용된다.
- 대규모 트래픽 처리
- 분산 시스템
- 비정형 데이터 저장
- 빠른 읽기/쓰기 성능 요구
ACID 원칙을 추구하는 RDB와 달리 NoSQL 데이터베이스는 BASE 원칙을 따른다.
- Basic Availability
  - 시스템이 부분적인 장애가 발생하더라도 전체 시스템이 중단되지 않는다.
- Soft state
  - 데이터가 일정 시간 동안 일관되지 않을 수 있다.
- Eventual consistency
  - 데이터는 궁극적으로 일관된 상태를 가진다.

NoSQL Database의 종류

Key-Value, Document, Wide-Column, Graph 4가지 유형으로 나뉜다.

Key-Value

고유한 Key-Value 쌍으로 구성되는 데이터 모델을 사용한다.
Caching과 세션 관리에 사용되며 구조가 단순하고 주로 메모리에 데이터를 저장하기 때문에 읽기 및 쓰기 성능이 우수하다.
주요 사용 사례
- Caching
- 사용자 세션 관리
종류
- Redis
- Memcached
- Amazon DynamoDB

Document

JSON, XML, BSON 등의 문서 형식으로 데이터를 저장한다.
유연한 데이터 모델을 제공하여 반정형 데이터나 비정형 데이터 집합에 적합하다.
문서 내부 구조를 자유롭게 정의할 수 있기 때문에 스키마가 자주 변경되는 서비스에 적합하다.
주요 용도
- CMS(Content Management System)
- 로그 데이터
- 사용자 프로필 관리
종류
- MongoDB
- Couchbase

Wider-Column

기존 SQL 데이터베이스와 달리 고정된 스키마 없이 컬럼 단위로 데이터를 유연하게 저장한다.
대량의 데이터를 수평적으로 확장(Scale-out)하기 용이하며 뛰어난 쓰기 성능을 제공한다.
주요 용도
- 시계열 데이터
- 로그 데이터
- 실시간 빅데이터 분석
종류
- Apache Cassandra
- HBase

Graph

노드와 엣지 형태로 데이터를 저장한다.
노드는 일반적으로 사람, 장소, 사물처럼 명사에 해당하는 개체 정보를 저장하고, 엣지는 노드들 사이의 관계 정보를 저장한다.
주요 용도
- SNS 친구 추천
- Fraud Detection(사기 탐지)
- 추천 엔진
- 경로 탐색
종류
- Neo4J
- Amazon Neptune

NoSQL vs RDB

서비스의 특성에 따라 적절한 데이터베이스 유형을 선택해야 한다.
- 금융이나 재고처럼 일관성이 중요한 서비스라면 RDB SQL을 사용하는 것이 적잘하다.
- 초당 수만~수십만 건의 요청이나 전 세계 사용자들이 동시에 접속하는 게임이나 스트리밍 서비스라면 NoSQL을 사용하는 것이 적절하다.
규모가 있는 서비스에서는 RDB와 NoSQL 각자의 강점이 다르기 때문에 적절히 혼합하여 데이터의 특성에 맞게 하이브리드 구조 또는 Polyglot Persistence 전략을 채택한다.

	RDB	NoSQL
데이터 구조	테이블(행과 열)을 사용하여 구조화된 데이터에 적합	다양한 데이터 모델을 사용하여 비정형 및 반정형 데이터 처리에 적합
확장성	Scale-up(수직적 확장)	Scale-out(수평적 확장, 샤딩)
원칙	ACID	BASE(일부 ACID 원칙 준수 가능)
데이터 관계	관계는 외래키를 통해 정의되고 JOIN을 통해 접근	관계는 중첩 구조이거나 명시적 또는 암묵적일 수 있음
성능	읽기 위주의 작업과 트랜잭션 중심 워크로드에 적합	실시간 처리, 빅데이터 분석 및 분산 환경에 적합
데이터 일관성	높은 데이터 일관성	궁극적 일관성
데이터 분할	테이블 기반 분할 또는 파티션 프루닝 지원	샤딩과 복제를 통해 데이터 분할

CAP

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