샤딩(Sharding)

문제 3) 데이터베이스 샤딩(Sharding)에 대한 아래의 사항을 설명하시오.

가. 샤딩의 개념 및 분할방법

나. 샤딩과 파티셔닝(Partitioning)의 차이점

다. 샤딩 적용 시 고려사항

 

답)

 

1. 샤딩(Sharding)의 개념 및 분할방법

가. 샤당의 개념

• DBMS 레벨에서 데이터를 나누는 것이 아니고 물리적으로 다른 데이터베이스에 데이터를 샤드(Shard)라고 부르는 각각의 개별 파티션으로 수평 분할 방식으로 분산 저장하고 조회하는 방법

 

나. 샤당의 분할방법

 

방법	설명	사례/특징
Vertical Partitioning	테이블 별로 서버를 분할하는 방식 구현 간단. 전체 시스템에 큰 변화 필요 없음. 각 서버 데이터 거대해지면 추가 샤딩 필요	사용자 프로필정보용 서버, 사용자 친구리스트용 서버, 사용자가 만든 콘텐츠용 서버 등으로 분할하는 방식
Range based Partitioning	하나의 feature나 table이 점점 거대해지는 경우 서버를 분리하는 방식 데이터를 분할하는 방법이 예측 가능해야 함	사용자가 많은 경우 사용자의 지역정보를 이용해서 user 별로 서버를 분리하거나, 일정데이터라면 연도별로 분리, 거래정보라면 우편번호를 이용하는 방식
Key or Hash Based Partitioning	엔티티를 해쉬 함수에 넣어서 나오는 값을 이용해서 서버를 정하는 방식 해쉬 결과 데이터가 균등하게 분포되도록 해쉬 함수를 정하는 게 중요	예) 사용자ID가 숫자일 경우 나머지연산을 이용하는 방법
Directory Based Partitioning	파티셔닝 메커니즘을 제공하는 추상화된 서비스를 생성	샤드키를 look-up 할 수 있으면 되므로, 구현은 DB와 캐쉬를 적절히 조합해서 만들 수있음

 

2. 샤딩(Sharding)과 파티셔닝(Partitioning)의 차이점

 

구분	사딩	파티셔닝
개념	각각의 개별 파티션을 수평분할 방식을 사용 하여 저장하는 기술	퍼포먼스, 가용성 또는 정비용이성를 목적으로 당신의 논리적인 데이터 엘리먼트들을 다수의 엔티티(table)로 쪼개는 행위
분할 방식	수평 분할	수평 분할 수직 분할
관리	Master Node 관리	별도 Master node 없음
분할 데이터 저장위치	별도 서버로 분리 저장	동일서버에 저장
키	Shared Key 저장	별도 Key 없음
샤딩은 파티셔닝 유형 중 수평 분할 유형의 다른 형태임

 

3. 샤딩 적용 시 고려사항

 

구분	가이드라인	주요내용
DB설계 가이드 라인	데이터 재분배	서비스 정지 없이 scale-up 할 수 있어야 함
	조인	Sharding-DB 간에 조인이 불가능 하기에 처음부터 역정규화도 고려해야 함
	파티션	샤드 해쉬 함수 설계가 중요
	데이터는 작게	Table의 단위를 가능한 작게 만들어야 함
응용 설계 가이드 라인	트랜잭션	Global Transaction을 사용하면 shard DB간의 트랜잭션도 가능
	Gobal Unique Key	DBMS 에서 제공하는 auto-increment를 사용하면 key가 중복될 수 있기 때문에, 어플리케이션 레벨에서 GUID를 생성해야 함

 

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