[MongoDB] NoSQL이란?

NoSQL

NoSQL의 등장 배경

예전의 컴퓨팅 시스템은 기업의 업무를 자동화하고 효율화하는 데 그 목적이 있었다. 그래서 기업의 복잡한 데이터를 저장하고 그 데이터 간의 관계를 저장하고 분석하는 데 최적화되어 있었다. 기업의 업무 시스템은 해당 기업의 생산과 판매를 목적으로 하였고, 거기에서 생성되는 데이터의 양은 한계를 가지고 있었다.

그러나 최근에는 인터넷의 발전과 함께 SNS나 다양한 서비스 시스템이 전 세계 사람들을 대상으로 하는 대규모의 데이터를 생산해내며 데이터의 패러다임이 한정된 규모의 복잡성이 높은 데이터에서 단순한 대량의 데이터로 넘어가기 시작했다. 이는 기존의 데이터의 저장 시스템으로는 해결할 수 없는 여러 가지 한계를 일으켰고 결국에는 새로운 형태의 데이터 저장 기술을 요구하여 NoSQL이 나오게 되었다.

NoSQL의 특징

1. 데이터 간의 관계를 정의하지 않는다.

• RDBMS가 관계형 데이터베이스로 데이터의 관계를 외래 키 등으로 정의하고 이를 이용하여 조인 등의 관계형 연산을 한다고 하면, NoSQL은 데이터 간의 관계를 정의하지 않는다. 데이터 테이블은 그냥 하나의 테이블이며, 각 테이블 간의 관계를 정의하지도 않고 일반적으로 테이블 간의 조인도 불가능하다.

2. RDBMS에 비해 훨씬 더 대용량의 데이터를 저장할 수 있음.

• NoSQL이 나온 계기 자체가 대용량 데이터에서의 RDBMS의 복잡도와 용량 한계를 극복하기 위한 만큼, 페타 바이트 급의 대용량 데이터를 저장할 수 있다.

3. 분산형 구조

• NoSQL은 기존의 RDBMS와는 다르게 하나의 고성능 머신에 데이터를 저장하는 것이 아니라, 일반적인 서버 수십 대를 연결하여 데이터를 저장 및 처리하는 구조를 갖는다. 즉 분산형 구조를 통해서 데이터를 여러 대의 서버에 분산하여 저장하고, 분산 시에 데이터를 상호 복제 하여 특정 서버가 장애가 났을 때에도 데이터 유실이나 서비스 중지가 없는 형태의 구조이다.

4. 고정되지 않은 테이블 스키마

RDBMS에서 간단한 테이블 구조 예시

• RDBMS와는 다르게 테이블 스키마가 유동적이다. 예를 들어 RDBMS의 경우 테이블이 다음과 같은 형태로 되어 있을 때 해당 테이블은 반드시 숫자, 이름, 문자열, 주소 문자열만 들어갈 수 있다.

NoSQL에서 간단한 테이블 구조 예시

위와 같이 ID로 사용하는 키 부분에만 타입이 동일하고 생략되지 않는 (Mandatory) 필드로 지정하면 값이 해당하는 칼럼은 어떤 타입이든 어떤 이름이 오든 모두 허용된다.

NoSQL의 분류

1. Key/Value Store

• 가장 기본적인 패턴으로 대부분의 NoSQL에서 기본적으로 Key/Value 개념을 지원한다. Key/Value Store란 고유한 키에 하나의 값을 가진 형태를 이야기한다. Put(Key, Value), Value := get(Key) 형태의 API로 접근한다.

• Put(Key, Value), Value := get(Key) 형태의 API로 접근

  

• Value는 String이나 Integer같은 Primitive 타입이 될 수도 있지만, 조금 더 확장된 개념으로 Key 안에 (Column, Value) 조합으로 된 여러 개의 필드를 갖는 Colomn Family 개념도 있다.

• 예를 들어 사용자 이름을 키로 두고, 성별, 주소, 나이들은 각각의 칼럼이 될 수 있다.

  

• 대표적인 제품으로는 Oracle의 Coherence, Redis 등이 있다.

  2. Ordered Key/Value Store

• Key/Value Store의 확장된 형태로, Key/Value Store와 데이터 저장 방식은 동일하나 데이터가 내부적으로 키를 순서로 정렬해서 저장한다.

• NoSQL은 RDBMS의 ORDER BY와 같은 기능을 제공하지 않기 때문에 결과 값을 업데이트 날짜 등으로 정렬해서 보여주는 것은 Ordered Key/Value Store가 절대적으로 유리하다.

  

• 대표적인 제품으로는 아파치의 HBase, Coassandra 등이 있다.

  3. Document Key/Value Store

• Key/Value Store의 확장된 형태로, 기본적으로 Key/Value Store이다. 키에 해당하는 값 필드에 데이터를 저장하는 구조는 같으나, 저장하는 값의 데이터 타입으로 Document(XML, JSON, YAML 등의 구조화된 데이터 타입) 타입을 사용한다.

• Document Store 기반의 NOSQL은 제품에 따라 다르기는 하지만 대부분 추가적인 기능 (Sorting, Join, Grouping 등)을 제공한다.

  

• 대표적인 제품으로는 MongoDB, CouchDB, Riak 등이 있다.

NoSQL(MongoDB) vs RDBMS 차이

NoSQL(MongoDB)	RDBMS
데이터베이스 (Database)	데이터베이스 (Database)
컬렉션 (Collection)	테이블 (Table)
도큐먼트 (Document)	레코드 (Record OR Row)
필드 (Field)	컬럼 (Column)
인덱스 (Index)	인덱스 (Index)
쿼리의 결과로 "커서(Cursor)" 반환	쿼리의 결과로 "레코드(Record)" 반환

참고자료

• 조대협의 서버사이드 - 대용량 아키텍처와 성능튜닝 책 - NoSQL
• DB - MongoDB란?