키-값 데이터베이스란 무엇인가요?
키-값 데이터베이스는 일종의 NoSQL 각 고유 키가 특정 데이터 값과 연관된 키-값 쌍의 모음으로 데이터를 저장하는 데이터베이스입니다. 키-값 데이터베이스의 속도와 효율성은 고성능에 중점을 두는 간단한 데이터 저장 및 검색 요구에 적합한 선택입니다. 스키마가 없는 구조로 데이터를 유연하게 표현할 수 있어 캐싱 시스템부터 실시간 분석에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 적합합니다.
이 페이지에서 다룹니다:
키-값 데이터베이스의 작동 방식
키-값 데이터베이스의 작동 방식을 설명하기 위해 Couchbase 키-값 데이터베이스의 간단한 예를 사용하겠습니다. Couchbase는 데이터를 아래와 같은 문서로 저장하는데, 이 문서가 바로 JSON 문서입니다. JSON은 사람과 기계 모두 읽고 쓰기 쉽고, 가볍고, 폭넓은 지원으로 잘 알려져 있기 때문에 널리 사용되는 데이터 형식입니다.
키-값 데이터베이스에서는 모든 문서 전체가 값이고 키가 있습니다.. 이 저장 시스템은 데이터베이스를 키-값 데이터베이스로 만드는 요소입니다. 이 예에서 airline_10은 키이고 JSON은 값입니다. 문서 내의 데이터 자체는 이 예제에서처럼 키-값 쌍의 형태를 취할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없습니다. 예를 들어 데이터는 XML, 바이너리 또는 기타 다양한 형태의 정형, 반정형 또는 비정형 데이터일 수 있습니다.
키-값 데이터베이스 기능
각 키-값 데이터베이스는 고유하지만, 많은 최신 사용 사례에서 전반적으로 매력적인 선택이 될 수 있는 수많은 기능을 공유합니다. 가장 중요한 기능 중 일부는 다음과 같습니다:
스키마 없는 디자인 - 고정된 스키마가 없기 때문에 데이터를 유연하게 표현할 수 있습니다. 키-값 데이터베이스는 하나의 데이터베이스 내에서 다양한 데이터 구조를 수용하므로 시간이 지남에 따라 데이터 구조를 쉽게 발전시킬 수 있습니다.
간단한 데이터 모델 - 간단한 데이터 모델은 키-값 데이터베이스를 기본 요구 사항에 맞게 사용자 친화적으로 만듭니다. 데이터 액세스 방법도 매우 간단합니다(예: 가져오기, 바꾸기, 제거).
복잡한 데이터 유형 지원 - 복잡하고 중첩된 데이터 구조를 값으로 저장할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 단일 키-값 쌍 내에서 다양한 데이터 유형을 표현하여 포괄적인 데이터 모델링을 수행할 수 있습니다.
보조 키 지원 - 보조 키를 사용하면 두 개 이상의 키를 사용하여 값에 액세스할 수 있습니다. 이 기능은 애플리케이션의 쿼리 기능을 확장하고 보다 다양한 액세스 패턴을 지원하여 데이터 검색의 유연성을 높여줍니다.
파티셔닝 및 샤딩 - 데이터 파티셔닝 및 샤딩을 지원하여 병렬 처리, 로드 밸런싱 및 확장성을 향상시킬 수 있습니다. 가장 진보된 키-값 데이터베이스는 여러 데이터 센터에 데이터베이스를 자동으로 배포할 수 있도록 지원합니다. 카우치베이스의 분산 데이터베이스는 자동 샤딩을 통해 이러한 지원을 제공합니다.
복제 - 여러 노드에 걸쳐 데이터를 복제하면 중복성, 고가용성, 내결함성을 보장하여 데이터 손실이나 서비스 중단의 위험을 줄일 수 있습니다.
산 지원 - 트랜잭션에 대한 ACID(원자성, 일관성, 격리, 내구성)는 관계형 데이터베이스의 필수 요소로, 시스템 장애나 오류가 발생하더라도 데이터 무결성과 안정성을 제공합니다. 역사적으로 ACID는 빠른 속도의 이점을 상쇄한다는 이유로 NoSQL 데이터베이스에서 채택이 더뎠지만, 점점 더 보편화되고 있습니다. 예를 들어 Couchbase는 다음을 지원합니다. 분산된 다중 문서 ACID 트랜잭션 유연성이나 고가용성을 희생하지 않고도 대규모로 확장할 수 있습니다.
키-값 데이터베이스 사용 사례
키-값 데이터베이스의 다용도성 덕분에 단순성, 속도, 확장성을 갖춘 다양한 최신 애플리케이션 요구 사항을 처리하는 데 이상적인 옵션이 될 수 있습니다. 키-값 데이터베이스는 종종 다음과 같은 용도로 선택됩니다:
캐싱
키-값 데이터베이스는 성능 최적화를 위해 자주 사용하는 데이터에 빠르게 액세스하는 것이 중요한 캐싱 시나리오에서 탁월한 성능을 발휘합니다.
사용자 프로필
키-값 데이터베이스는 사용자 이름, 이메일, 사용자 기본 설정 등 사용자 관련 정보를 저장하고 관리하기 위한 빠르고 확장 가능한 솔루션을 제공하는 데 매우 적합합니다.
세션 스토리지
키-값 데이터베이스는 로그인, 인증 및 상호 작용에 대한 빠른 액세스 및 업데이트를 보장하므로 세션 데이터를 관리하는 데 효과적입니다.
실시간 분석
고속 데이터 액세스는 신속한 데이터 검색이 필수적인 분석 시나리오에 적합한 핵심 가치 데이터베이스를 만들어 줍니다. 예를 들면 동적 가격 책정, 개인화된 마케팅 제안, 실시간 신용 점수 등이 있습니다.
제품 카탈로그
키-값 데이터베이스는 특히 제품에 다양한 속성이 있는 시나리오에서 제품 카탈로그를 간단하고 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 제공합니다. 키-값 쌍을 사용하여 제품 세부 정보를 표현하면 이커머스 앱에서 유연하게 업데이트하고 빠르게 검색할 수 있습니다.
키-값 데이터베이스의 장점과 단점
기존의 관계형 데이터베이스는 가장 널리 사용되는 데이터베이스이며 가장 널리 사용되는 쿼리 언어인 SQL을 사용합니다. 따라서 키-값 데이터베이스의 장점과 단점은 다음과 같습니다. 관계형 데이터베이스와 비교 및 SQL.
장점
단순성 - 키-값 데이터베이스는 데이터베이스 설계와 쿼리 작업의 복잡성을 줄여주는 간단한 데이터 모델을 가지고 있습니다. 이러한 단순성은 사용과 개발의 용이성을 높여줍니다.
고성능 - 키-값 데이터베이스는 빠른 읽기 및 쓰기 작업에 최적화되어 있어 저장된 데이터에 빠르게 액세스할 수 있습니다. 이러한 최적화는 속도 요구 사항이 까다로운 애플리케이션에 전반적으로 높은 성능을 제공하는 데 핵심적인 요소입니다.
확장성 - 키-값 데이터베이스는 다음을 제공합니다. 수평적 확장성 노드를 추가하여 데이터 볼륨과 트래픽 증가를 처리할 수 있습니다. 이러한 수평적 확장성 덕분에 진화하는 요구 사항을 수용하기 위해 시스템을 더 쉽고 경제적으로 확장할 수 있습니다. Couchbase는 자동 키 기반 샤딩을 사용하여 클러스터에 데이터를 고르게 분산하므로 개발자는 샤드 키, 파티셔닝 또는 핫스팟 구성에 대해 걱정할 필요가 없습니다.
유연성 - 스키마가 없는 설계는 단일 데이터베이스에서 다양한 데이터 구조를 지원하며 진화하는 데이터 구조를 쉽게 수용할 수 있습니다. 이러한 기능은 시간이 지남에 따라 데이터 모델을 변경해야 할 때 특히 유용합니다.
효율적인 캐싱 - 키-값 데이터베이스는 다음에서 매우 효율적입니다. 캐싱 단순한 구조로 복잡한 관계형 구조 없이 데이터에 빠르고 직접 액세스할 수 있기 때문입니다. 느린 스토리지 시스템에서 동일한 데이터를 반복적으로 가져올 필요가 줄어들어 전반적인 시스템 성능이 향상됩니다.
단점
제한된 쿼리 기능 - 키-값 데이터베이스는 관계형 데이터베이스에 비해 고급 쿼리 기능이 부족하여 여러 조인 및 관계를 포함하는 복잡한 쿼리 및 분석 시나리오에 적합하지 않습니다. 카우치베이스는 이 문제를 해결합니다. SQL++를 사용하여 조인 및 하위 쿼리와 같은 정교한 구문을 지원하고 중첩된 개체 및 배열과 같은 JSON 기능에 대한 혁신적인 액세스도 제공합니다.
데이터 무결성 과제 - 키-값 데이터베이스, 특히 분산 환경에서는 데이터 무결성을 보장하는 것이 어려울 수 있습니다. 많은 데이터베이스가 기존의 관계형 데이터베이스와 동일한 수준의 일관성 및 참조 무결성을 적용하지 않습니다. JSON 데이터 모델링과 같은 데이터 모델링에 대한 다른 접근 방식을 사용하면 이러한 문제를 완화할 수 있습니다. 또한 위의 기능 섹션에서 ACID 지원에 대한 논의도 참조하세요.
NoSQL 패러다임에 대한 학습 곡선 - SQL 및 관계형 데이터베이스 모델에 익숙한 개발자에게는 NoSQL에 적응하는 것이 부담스러운 학습 곡선이 될 수 있습니다. 카우치베이스 사용 SQL++ 개발자는 기존의 SQL 기술을 사용하여 JSON의 모든 이점을 갖춘 최신 애플리케이션을 구축할 수 있습니다.
키-값 데이터베이스의 예
- Redis 는 속도와 다용도로 잘 알려진 오픈 소스 인메모리 키-값 데이터베이스입니다. 문자열, 해시, 목록, 집합과 같은 다양한 데이터 구조를 지원합니다. 완전한 인메모리 데이터베이스로서 Redis는 다른 데이터베이스와 함께 캐시로 사용되는 경우가 많습니다.
- Amazon DynamoDB 는 Amazon Web Services(AWS)에서 제공하는 완전 관리형 키-값 및 문서 데이터베이스 서비스입니다. 동적 워크로드가 있는 애플리케이션에 일반적으로 사용되며 AWS 에코시스템에 통합되어 있어 클라우드 기반 애플리케이션에 편리합니다.
- Couchbase 는 복잡한 데이터 저장 및 검색을 용이하게 하는 유연한 JSON 문서 구조를 제공합니다. 확장성이 용이하고 효율적인 데이터 배포로 인정받고 있습니다. SQL++ 쿼리 언어와 문서 데이터베이스, 키-값 저장소, 캐시로 기능할 수 있는 기능 등 고유한 특징이 있습니다.
카우치베이스 및 키-값 저장소
Couchbase는 키-값 저장소와 문서 지향 데이터베이스로 모두 작동하는 NoSQL 데이터베이스입니다. SQL 기반 쿼리 언어인 SQL++를 사용하면 개발자가 기존 데이터베이스에서 쉽게 전환하고 JSON의 유연성을 활용하여 조직의 최신 애플리케이션을 강화할 수 있습니다.
데이터 저장을 위해 Couchbase는 데이터를 키-값 쌍으로 구성하며, Couchbase의 문서 지향 모델을 사용하면 값이 복잡한 JSON 문서가 될 수 있습니다. JSON 형식의 문서는 모든 키-값 또는 문서 키에 대한 인덱스인 보조 인덱스에서 색인할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 정형, 반정형, 비정형 데이터를 모두 수용할 수 있습니다.
카우치베이스는 다음에 최적화되어 있습니다. 높은 읽기 및 쓰기 성능데이터에 빠르게 액세스하는 것이 중요한 시나리오에 적합합니다. 수평적 확장성을 지원하며 여러 노드에 데이터를 분산하여 데이터 볼륨과 트래픽 증가를 효율적으로 처리합니다.
이 블로그 게시물 는 샘플 데이터 세트를 통해 Couchbase 키-값 저장소가 어떻게 작동하는지 보여드립니다.
결론
키-값 데이터베이스는 많은 사용 사례에서 더 나은 성능, 확장성, 유연성을 제공하는 기존의 관계형 데이터베이스에 대한 최신 대안입니다. 스키마가 없는 설계로 다양한 데이터 구조가 가능하고 시간이 지나면서 이러한 구조를 쉽게 발전시킬 수 있습니다. 단순한 데이터 모델로 사용자 친화적이며, 고급 기능으로 까다로운 엔터프라이즈 요구사항에 적합합니다.
키-값 데이터베이스는 관계형 데이터베이스에 비해 몇 가지 단점이 있지만, 최신 솔루션은 빠르게 고도화되고 있으며 이전의 한계를 해결할 수 있는 기능을 추가하고 있습니다. Couchbase는 클라우드, 모바일, AI, 엣지 애플리케이션을 위한 다용도성, 성능, 확장성, 가치를 제공하는 대표적인 분산형 NoSQL 클라우드 데이터베이스 및 키값 저장소의 한 예입니다.
키-값 데이터베이스 및 관련 기술에 대해 자세히 알아보려면 다음을 확인하세요. resources:
데이터베이스 유형
6가지 유형의 데이터 모델
카우치베이스란 무엇인가요?
Couchbase가 데이터를 저장하는 방법
카우치베이스 데이터 서비스 이해
카우치베이스의 키-값 연산
파이썬을 사용한 키-값 연산
PHP를 사용한 키-값 연산
카우치베이스의 CRUD 키-값 연산
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