NOSQL (개념, 특징, 장단점, RDBMS와의 차이점, 모델, 종류)

No SQL 은 "관계형데이터베이스(RDBMS)를 사용하지 않는다" 는 의미가 아닌, 여러 유형의 데이터베이스를 사용하는 비관계형 데이터베이스 프로그래밍언어이다.

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요약하자면 대표적으로 다음과 같은 특징을 가진다.

• 테이블, 칼럼과 같은 스키마를 가지지 않는다.
• 대규모 확대가 가능하도록 수평적 확장성을 가져 대규모의 데이터를 유연하게 처리할 수 있다.
• 집합-지향(Aggregate-oriented)모델을 사용한 분산환경으로, 지연과 처리율이 우수(속도처리빠름)
• 데이터 베이스의 다양한 저장소 사용 가능
• Scale-out구조
• Read/Write 의 성능이 뛰어남
• 빅데이터 처리에 특화되어 있다.

특징

1. 비일관성

 

NoSQL은 비일관성의 특징을 가진다.

RDBMS와 다르게 ACID를 충족하지 않는다.

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* ACID

데이터베이스의 트랜잭션이 안전하게 수행된다는것을 보장하기 위한 성질로,

원자성, 일관성, 격리성(=독립성), 지속성(=영속성)의 4가지 특성을 한 글자씩 따 acid로 부른다.

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* 일관성(Consistency)이란?

 

하지만, NoSQL은 이러한 일관성을 유지하지 않는다. NoSQL은 데이터를 분산저장하기 때문에, 한 영역에 Update가 생길 시 실시간으로 다른 영역에 반영하는것이 쉽지않기 때문에, 꼭 최신은 아닐 수 있지만 업데이트가 되기 전까지는 가지고 있는 최신의 데이터를 반환한다는 "Eventual Consistency" 의 개념을 사용한다.

 

 

2. 분산 저장

 

NoSQL은 수평적 확장을 바탕으로,대량의 데이터와 컴퓨팅 부하를 처리하는 것을 가능하게 하였다.

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효율적인 데이터 처리를 위해, 장비의 성능을 향상할 때 수평적 확장(Scale-up)과 수평적 확장(Scale-out) 으로 나눈다.

• 수직적 확장 : 장비의 성능을 키우는 확장법

(하나의 DB를 가지고, 해당 DB의 성능을 향상시킨다.)

• 수평적 확장 : 장비의 수를 늘리는 확장법

(더 많은 서버가 추가되며, DB가 전체적으로 분산된다.)

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RDBMS는 수직적 확장을 따르고 있는데, 이러한 수직적 확장의 가장 큰 문제는 높은 비용에 있다. 데이터와 트래픽의 양이 굉장히 늘면서, 장비의 성능을 좋게 하면 할수록 수직적 확장을 위한 비용은 기하급수적으로 증가할 수 밖에 없다.

NoSQL은 수평적 확장을 통해 RDBMS의 문제를 해결했다. 여러대의 컴퓨터에 데이터를 분산 저장함으로써, 작고 값싼 장비 여러 대로 대량의 데이터와 컴퓨팅 부하를 처리하는 것이 가능하게 되었다.

 

 

3. Schema-less

 

NoSQL은 스키마 없이 동작한다. 데이터 구조를 미리 정의할 필요가 없기 때문에 비형식적인 데이터를 저장하는데 용이하지만, NoSQL은 데이터베이스가 스키마를 직접 관리하지 않는것을 의미할 뿐, 데이터 타입에 따른 암묵적인 스키마는 존재한다.

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ex)

필드의 이름을 "StudentName" 로 저장했다면, 항상 저장할때 반드시 필드의 이름을 "StudentName" 으로 저장하겠다는 암묵적 스키마가 되지만, 이러한 스키마를 무시하고 "studentname" , "SN" , "STUDENT" 등으로 저장하게 될 수도 있다.

이럴 때 필드의 이름이 다르기 때문에 SN, STUDENT의 새로운 필드가 추가되는것이기 때문에 데이터의 불일치가 존재할 수 있기 때문에 사용에 주의를 기울여야 한다.

장단점

• 장점

1. 스키마가 없기 때문에 유연하다.

=> 비형식적인 데이터를 저장할 수 있고, 언제든지 데이터를 조정하며 새로운 필드를 추가할 수 있다.

2. 데이터를 읽는 속도가 빠르다.

3. ORM 프레임워크가 필요하지 않다.

=> RDMBS는 데이터 구조를 데이터베이스에 저장하기 위해 관계형 표현으로 변환하는 데 이때 ORM프레임워크를 사용한다. 하지만, NoSQL은 메모리 내의 데이터가 어떤 구조이던 상관없이 하나의 집합(Aggregation)으로 저장하기 때문에 변환이 필요없다.

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• 단점

1. 데이터 중복이 존재한다.

=> 계속 업데이트 해야되는 단점

2. 데이터를 분산 저장하고 있기 때문에, 중복저장 되어 수정 시 모든 영역의 데이터를 수정해야 한다.

4가지 모델

1. Key-Value
2. Document
3. Column_family
4. Graph

​NoSQL의 종류

• Redis
• Apache Cassandra(아파치 카산드라)
• 하둡(Hadoop)
• 몽고디비(MongoDB)
• Firebase의 실시간 데이터베이스와 Cloud Firestore
• HBase

NoSQL과 RDBMS의 차이

 

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