3-2-9장. 분산 데이터베이스 설계 - A

분산 데이터베이스 정의

분산 데이터베이스는 논리적으로 하나의 시스템에 속하지만 물리적으로는 네트워크를 통해 연결된 여러 개의 컴퓨터 사이트(Site)에 분산되어 있는 데이터베이스를 말한다.

 

• 분산 데이터베이스는 데이터의 처리나 이용이 많은 지역에 데이터베이스를 위치시킴으로써 데이터의 처리가 가능한 해당 지역에서 해결될 수 있도록 한다.

분산 데이터베이스의 구성 요소

• 분산 처리기 : 자체적으로 처리 능력을 가지며, 지리적으로 분산되어 있는 컴퓨터 시스템을 말함

• 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 네트워크를 말함

분산 데이터베이스 설계 시 고려 사항

• 작업부하(Work Load)의 노드별 분산 정책

• 지역의 자치성 보장 정책

• 데이터의 일관성 정책

• 사이트나 회선의 고장으로부터의 회복 기능

• 통신 네트워크를 통한 원격 접근 기능

분산 데이터베이스의 목표

• 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 사용하고, 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

분산 데이터베이스 장단점

• 장점

  • 지역 자치성이 높음

  • 자료의 공유성이 향상

  • 분산 제어가 가능

  • 시스템 성능이 향상

  • 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

분산 데이터베이스 설계

분산 데이터베이스 설계는 애플리케이션이나 사용자가 분산되어 저장된 데이터에 접근하게 하는 것을 목적으로 한다.

 

• 잘못 설계된 분산 데이터베이스는 복잡성 증가, 응답 속도 저하, 비용 증가 등의 문제가 발생

• 분산 데이터베이스의 설계는 전역 관계망을 논리적 측면에서 소규모 단위로 분할한 후, 분할된 결과를 복수의 노드에 할당하는 과정으로 진행됨. 노드에 할당된 소규모 단위를 분할(Fragment)이라 부름

• 분산 설계 방법에는 테이블 위치 분산, 분할(Fragmentation), 할당(Allocation)이 있음

테이블 위치 분산

테이블 위치 분산은 데이터베이스의 테이블을 각기 다른 서버에 분산시켜 배치하는 방법을 의미한다.

 

• 테이블 위치를 분산할 떄는 테이블 구조를 변경하지 않으며, 다른 데이터베이스의 테이블과 중복되지 않게 배치

• 데이터베이스의 테이블을 각각 다른 위치에 배치하려면 해당 테이블들이 놓일 서버들을 미리 설정해야 함

분할(Fragment)

분할은 테이블의 데이터를 분할하여 분산시키는 것이다.

 

• 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 단위로 분할해야 함

  • 수직 분할 : 데이터 컬럼(속성) 단위로 분할

할당(Allocation)

할당은 동일한 분할을 여러 개의 서버에 생성하는 분산 방법으로, 중복이 없는 할당과 중복이 있는 할당으로 나뉜다.

 

• 비중복 할당 방식

  • 최적의 노드를 선택해서 분산 데이터베이스의 단일 노드에서만 분할이 존재하도록 하는 방식

  • 일반적으로 애플리케이션에는 릴레이션을 배타적 분할로 분리하기 힘든 요구가 포함되므로 분할된 테이블 간의 의존성을 무시되고 비용이 증가, 성능 저하 등의 문제가 발생할 수 있음

• 중복 할당 방식 : 동일한 테이블을 다른 서버에 복제하는 방식으로, 일부만 복제하는 부분 복제와 전체를 복제하는 완전 복제가 있음