[정보처리기사 필기] 물리 데이터베이스 설계 - 074. 분산 데이터베이스 설계

1. 분산 데이터베이스 정의

• 논리적으로는 하나의 시스템에 속하지만 물리적으로는 네트워크를 통해 연결된 여러 개의 컴퓨터 사이트에 분산되어 있는 데이터베이스를 말함
• 분산 데이터베이스는 데이터의 처리나 이용이 많은 지역에 데이터베이스를 위치시킴으로써 데이터의 처리가 가능한 해당 지역에서 해결될 수 있도록 함

2. 분산 데이터베이스의 구성 요소

• 분산 처리기 : 자체적으로 처리 능력을 가지며 지리적으로 분산되어 있는 컴퓨터 시스템
• 분산 데이터베이스 : 지리적으로 분산되어 있는 데이터베이스로서 해당 지역의 특성에 맞게 데이터베이스가 구성됨
• 통신 네트워크 : 분산 처리기들을 통신망으로 연결하여 논리적으로 하나의 시스템처럼 작동할 수 있도록 하는 통신 네트워크

3. 분산 데이터베이스 설계 시 고려 사항

• 작업부하 Work Load의 노드별 분산 정책
• 지역의 자치성 보장 정책
• 데이터의 일관성 정책
• 사이트나 회선의 고장으로부터의 회복 기능
• 통신 네트워크를 통한 원격 접근 가능

4. 분산 데이터베이스의 목표

• 투명성 Transparency : 어떠한 사실이 존재함에도 마치 투명하여 보이지 않는 것, 사실의 존재 여부를 염두에 두지 않아도 되는 성질
• 위치 투명성 Location Transparency : 액세스하려는 데이터베이스의 실제 위치를 알 필요 없이 단지 데이터베이스의 논리적인 명칭만으로 액세스할 수 있음
• 중복 투명성 Replication Transparency : 동일 데이터가 여러 곳에 중복되어 있더라도 사용자는 마치 하나의 데이터만 존재하는 것처럼 사용, 시스템은 자동으로 여러 자료에 대한 작업을 수행
• 병행 투명성 Concurrency Transparency : 분산 데이터베이스와 관련된 다수의 트랜잭션들이 동시에 실현되더라도 그 트랜잭션의 결과는 영향을 받지 않음
• 장애 투명성 Failure Transparency : 트랜잭션, DBMS, 네트워크, 컴퓨터 장애에도 불구하고 트랜잭션을 정확하게 처리

5. 분산 데이터베이스의 장단점

• 장점
  • 지역 자치성이 높음
  • 자료의 공유성이 향상
  • 분산 제어가 가능
  • 시스템 성능이 향상됨
  • 중앙 컴퓨터의 장애가 전체 시스템에 영향을 끼치지 않음
  • 효용성과 융통성이 높음
  • 신뢰성 및 가용성이 높음
  • 점진적 시스템 용량 확장이 용이
• 단점
  • DBMS가 수행할 기능이 복잡
  • 데이터베이스 설계가 어려움
  • 소프트웨어 개발 비용이 증가
  • 처리 비용이 증가
  • 잠재적 오류가 증가

6. 분산 데이터베이스 설계

• 애플리케이션이나 사용자가 분산되어 저장된 데이터에 접근하게 하는 것
• 잘못 설계된 분산 데이터 베이스는 복잡성 증가, 응답 속도 저하, 비용 증가 등의 문제가 발생
• 전역 관계망을 논리적 측면에서 소규모 단위로 분할한 후, 분할된 결과를 복수의 노드에 할당하는 과정으로 진행
• 분할 Fragment :  노트에 할당된 소규모 단위
• 분산 설계 방법 : 테이블 위치 분산, 분할 Fragmentation, 할당 Allocation

7. 테이블 위치 분산

• 데이터베이스의 테이블을 각기 다른 서버에 분산시켜 배치하는 방법을 의미
• 테이블 위치를 분산할 때는 테이블의 구조를 변경하지 않으며, 다른 데이터베이스의 테이블과 중복되지 않게 배치
• 데이터베이스의 테이블을 각각 다른 위치에 배치하려면 해당 테이블들이 놓일 서버들을 미리 설정해야 함

8. 분할 Fragment

• 테이블의 데이터를 분할하여 분산시키는 것
• 분할 규칙
  • 완전성 Completeness : 전체 데이터를 대상으로 분할해야 함
  • 재구성 Reconstruction : 분할된 데이터는 관계 연산을 활용하여 본래의 데이터로 재구성할 수 있어야 함
  • 상호 중첩 배제 Dis-jointness : 분할된 데이터는 서로 다른 분할의 항목에 속하지 않아야 함
• 주요 분할 방법
  • 수평 분할 : 특정 속성의 값을 기준으로 행 Row 단위로 분할
  • 수직 분할 : 데이터 컬럼(속성) 단위로 분할

9. 할당 Allocation

• 동일한 분할을 여러 개의 서버에 생성하는 분산 방법
• 할당의 구분
  • 비중복 할당 방식 Allocation
    • 최적의 노드를 선택해서 분산 데이터베이스의 단일 노드에서만 분할이 존재하도록 하는 방식
    • 일반적으로 애플리케이션에는 릴레이션을 배타적 분할로 분리하기 힘든 요구가 포함되므로 분할된 테이블 간의 의존성은 무시되고 비용 증가, 성능 저하 등의 문제가 발생할 수 있음
  • 중복 할당 방식 Allocation
    • 동일한 테이블을 다른 서버에 복제하는 방식
    • 중복 할당 방식의 종류
      • 부분 복제 : 일부만 복제하는 방식
      • 완전 복제 : 전체를 복제하는 방식