Oracle RAC Sharding 소개

Oracle RAC Sharding 소개

Oracle RAC Sharding은 매우 큰 데이터베이스를 관리하고 고성능을 유지하기 위한 Oracle Database의 핵심 기능입니다. 샤딩은 데이터베이스를 수평적으로 분할하여 여러 개의 독립적인 데이터베이스(샤드)에 데이터를 분산시키는 기술입니다. 이 가이드에서는 Oracle RAC Sharding의 개념, 구현 방법, 실무 적용 사례 및 문제 해결 방법을 자세히 설명합니다.

샤딩의 필요성

단일 데이터베이스 인스턴스에서 처리하기 어려운 대량의 데이터를 처리해야 할 때 샤딩은 매우 유용합니다. 샤딩을 통해 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.

  • 확장성(Scalability): 데이터를 여러 샤드에 분산하여 전체 시스템의 처리 능력을 향상시킵니다.
  • 고가용성(High Availability): 특정 샤드에 장애가 발생하더라도 다른 샤드는 정상적으로 작동하여 서비스 중단을 최소화합니다.
  • 성능 향상(Performance Improvement): 특정 데이터에 대한 접근이 해당 샤드 내에서만 이루어지므로 전체적인 응답 시간이 단축됩니다.
  • 지리적 분산(Geographic Distribution): 데이터를 사용자 위치와 가까운 곳에 저장하여 지역적인 성능을 최적화할 수 있습니다.

Oracle RAC Sharding 아키텍처

Oracle RAC Sharding은 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다.

  1. 샤드(Shard): 실제 데이터가 저장되는 독립적인 데이터베이스입니다. 각 샤드는 자체적인 리소스(CPU, 메모리, 디스크)를 가집니다.
  2. 샤드 디렉터(Shard Director): 샤드의 위치와 상태를 관리하며, 클라이언트 요청을 적절한 샤드로 라우팅합니다.
  3. 글로벌 서비스 관리자(Global Service Manager, GSM): 샤드 디렉터를 관리하고, 서비스 설정을 구성하며, 샤드 간의 통신을 담당합니다.
  4. 카탈로그 데이터베이스(Catalog Database): 샤딩 환경의 메타데이터(샤드 위치, 서비스 구성 등)를 저장하는 중앙 저장소입니다.

다음은 Oracle RAC Sharding 아키텍처의 기본적인 구성 요소 다이어그램입니다:

Oracle RAC Sharding 아키텍처

샤딩 유형

Oracle RAC Sharding은 다양한 유형의 샤딩을 지원하며, 각각 다른 장단점을 가집니다.

  • 시스템 관리 샤딩(System-Managed Sharding): Oracle이 샤드 생성, 데이터 분산, 장애 복구 등 모든 관리 작업을 자동으로 처리합니다.
  • 사용자 정의 샤딩(User-Defined Sharding): 사용자가 샤드 생성, 데이터 분산 규칙 등을 직접 정의하고 관리합니다. 유연성이 높지만 관리 복잡도가 증가합니다.
  • 복합 샤딩(Composite Sharding): 시스템 관리 샤딩과 사용자 정의 샤딩을 혼합하여 사용합니다.

구현 예제: 시스템 관리 샤딩

가장 간단한 시스템 관리 샤딩 환경을 구축하는 예제를 살펴보겠습니다.

1. 사전 준비

샤딩 환경을 구성하기 전에 다음 사항을 확인합니다.

  • Oracle Database Enterprise Edition 설치
  • 충분한 스토리지 공간 확보
  • 네트워크 설정 확인

2. 샤드 디렉터 생성

먼저 샤드 디렉터를 생성합니다.

  
  CREATE DATABASE DIRECTORY shd_dir AS '/u01/app/oracle/oradata/shd_dir';

  BEGIN
   DBMS_GSM.CREATE_GDS_CATALOG(
    GDS_NAME => 'shd',
    GDS_DIRECTORY => 'shd_dir');
  END;
  /

3. 글로벌 서비스 관리자(GSM) 구성

GSM을 구성하여 샤드 디렉터와 통신하도록 합니다.

  
  EXECUTE DBMS_DG4GSM.CREATE_GDS_LISTENER(
    GDS_NAME      => 'shd',
    LISTENER_NAME => 'gsm_listener',
    LISTENER_PORT => 1521);

4. 샤드 데이터베이스 생성

이제 실제 데이터를 저장할 샤드 데이터베이스를 생성합니다. 각 샤드는 독립적인 Oracle Database 인스턴스입니다.

  
  CREATE DATABASE shard1;
  CREATE DATABASE shard2;

5. 샤드 데이터베이스 등록

각 샤드를 샤드 디렉터에 등록합니다.

  
  EXECUTE DBMS_GSM.ADD_SHARD(
    GDS_NAME   => 'shd',
    SHARD_NAME => 'shard1',
    CONNECT_STRING => 'shard1_host:1521/shard1_service');

  EXECUTE DBMS_GSM.ADD_SHARD(
    GDS_NAME   => 'shd',
    SHARD_NAME => 'shard2',
    CONNECT_STRING => 'shard2_host:1521/shard2_service');

6. 테이블 생성 및 데이터 분산

샤딩된 테이블을 생성하고 데이터를 분산합니다. 시스템 관리 샤딩에서는 샤드 키를 지정하여 데이터를 자동으로 분산시킵니다.

  
  CREATE SHARDED TABLE customers (
    cust_id NUMBER,
    cust_name VARCHAR2(50),
    region VARCHAR2(20))
  SHARD KEY (cust_id)
  PARTITION BY HASH (cust_id) 
  SHARDGROUP 'shardgroup1', 'shardgroup2';

실무 적용 사례

샤딩은 다양한 실무 환경에서 활용될 수 있습니다.

  • 전자상거래(E-commerce): 고객 정보, 주문 정보 등을 샤딩하여 데이터 접근 속도를 높이고 시스템 부하를 분산합니다.
  • 소셜 미디어(Social Media): 사용자 프로필, 게시물 등을 샤딩하여 대규모 사용자 트래픽을 처리합니다.
  • 금융 서비스(Financial Services): 거래 내역, 계좌 정보 등을 샤딩하여 데이터 처리량과 보안을 강화합니다.

문제 해결

샤딩 환경에서 발생할 수 있는 문제와 해결 방법은 다음과 같습니다.

  • 샤드 간 데이터 불일치(Data Inconsistency): 트랜잭션 관리 및 데이터 복제 설정을 확인합니다.
  • 라우팅 문제(Routing Issues): 샤드 디렉터의 구성 및 네트워크 연결 상태를 점검합니다.
  • 성능 저하(Performance Degradation): 각 샤드의 리소스 사용률을 모니터링하고 병목 현상을 해결합니다.

이 가이드에서는 Oracle RAC Sharding의 기본 개념과 구현 방법에 대해 다루었습니다. 실제 환경에서는 샤딩 유형 선택, 데이터 분산 규칙 정의, 보안 설정 등 다양한 고려 사항이 필요합니다. Oracle Database 문서를 참고하여 환경에 맞는 최적의 샤딩 전략을 수립하시기 바랍니다.

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