[DataBase] RDBMS vs NoSQL

관계형 데이터베이스 - SQL

SQL은 '구조화 된 쿼리 언어'의 약자로 데이터베이스 자체를 나타내는 것이 아니라, 특정 유형의 데이터베이스와 상호 작용하는데 사용 하는 쿼리 언어이다. SQL을 이용하면 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)에서 데이터를 저장, 수정, 삭제 및 검색할 수 있다.

• 데이터는 정해진(엄격한) 데이터 스키마를 따라 데이터베이스 테이블에 저장된다.
• 데이터는 관계를 통해 여러 개의 테이블에 분산된다.

 

엄격한 스키마

데이터는 테이블에 레코드로 저장되며, 각 테이블에는 명확하게 정의된 구조가 있다. 

구조란 ?
: 어떤 데이터가 테이블에 들어가고 어떤 데이터가 그렇지 않을지를 정의하는 필드 집합을 가르킨다.

관계형 데이터베이스에서 스키마를 준수하지 않는 레코드는 추가할 수 없다. 예를 들어 위 테이블에서 성적이라는 필드를 넣고 싶다면, 스키마를 뜯어고치지 않는 한 필드를 추가 할 수 없다는 것이다.

 

 

관계

SQL기반의 데이터베이스의 또 다른 중요한 부분은 관계이다. 데이터들을 여러 개의 테이블에 나누어서 데이터들의 중복을 피할 수 있는데, 만약 사용자가 구입한 상품들을 나타내기 위해 User, Products , Orders 등 여러 테이블을 만들어야 하지만 각각 테이블들은 다른 테이블에 저장되지 않은 데이터 만을 가지고 있다 (중복된 데이터는 없음)

📢 하나의 테이블에서 중복없이 하나의 데이터만 관리하기 때문에 다른 테이블에서 부정확한 데이터를 다룰 위험이 없다.

 

 

비관계형 데이터베이스 - NoSQL 

NoSQL은 기본적으로 SQL(관계형 데이터베이스)와 반대되는 접근방식을 따르기 때문에 지어진 이름이다.

• 스키마 없음
• 관계 없음

NoSQL 에서는 레코드를 문서(Documents)라고 부른다. 이것은 단순히 이름만 다른 것이 아니라 핵심적인 차이가 있는데 바로 SQL 은 정해진 스키마를 따르지 않으면 데이터를 추가할 수 없지만 NoSQL은 다른 구조의 데이터를 같은 컬렉션( = SQL의 테이블)에 추가할 수 있다.

 

 

문서(Documents)는 JSON 데이터와 유사한 형태이다. 일반적으로 관련 데이터를 동일 컬렉션에 넣는다. SQL에서 처럼 Users, Products , Orders 처럼 테이블을 분리하는 것이 아니라 일반적인 정보를 모두 포함한 데이터를 Orders 컬렉션에 저장한다. (= Users나 Products 정보 또한 Orders에 포함되어 한꺼번에 저장된다.)

 

실제로 NoSQL은 데이터베이스의 Join이라는 개념이 존재하지 않는다. 대신 컬렉션을 통해 데이터를 복제하여 각 컬렉션 일부분에 속하는 데이터를 정확히 산출하도록 한다.

 

이러한 방식은 데이터 중복으로 인해 불안정한 측면이 존재하는데 실수로 컬렉션 B에서는 데이터를 수정하지 않았는데 컬렉션 A에서만 데이터를 업데이트 할 위험이 있다. 특정 데이터를 같이 사용하는 모든 컬렉션에서 똑같은 업데이트를 수행되도록 해야한다.

 

그럼에도 불구하고, 이런 방식의 커다란 장점은 복잡한 조인을 사용할 필요가 없다는 것이다.

 

 

수직적(Vertical) & 수평적(Horizontal) 확장(Scaling)

수직적 확장
: 단순히 데이터베이스 서버의 성능을 향상시키는 것 (ex. CPU 업그레이드)

수평적 확장
: 더 많은 서버가 추가되고 데이터베이스가 전체적으로 분산됨을 의미한다. 따라서 하나의 데이터베이스에서 작동하지만 여러 호스트에서 작동한다.

 

데이터가 저장되는 방식 때문에 SQL 데이터베이스는 일반적으로 수직적 확장만을 지원한다. 수평적 확장은 NoSQL 데이터베이스에서만 가능하다.

 

 

정리

그렇다면 앞서 설명한 것에서 어떤 데이터베이스 솔루션을 사용해야 할까 ?

SQL과 NoSQL은 모두 훌륭한 솔루션이다. 두 가지 중 하나의 솔루션을 선택해야 하는 문제에서는 어떤 데이터를 다루는지, 어떤 애플리케이션에서 사용되는지를 고려해야 한다.

 

장점

SQL의 장점

• 명확하게 정의된 스키마, 데이터 무결성 보장
• 관계는 각 데이터를 중복없이 한번만 저장

NoSQL의 장점

• 스키마가 없기 때문에, 훨씬 더 유연하다. 즉 언제든지 저장된 데이터를 조정하고 새로운 "필드"를 추가할 수 있다.
• 데이터를 읽어오는 속도가 빠르다.
• 수직 및 수평 확장이 가능하여 데이터베이스 애플리케이션에서 발생시키는 모든 읽기/쓰기 요청을 처리할 수 있다.

 

단점

SQL의 단점

• 상대적으로 덜 유연하며 데이터 스키마는 사전에 계획되고 알려져야 한다.
• 관계를 맺고 있기 때문에, JOIN문이 많은 매우 복잡한 쿼리가 만들어 질 수 있다.
• 수평적 확장이 어렵다.

NoSQL의 단점

• 유연성 때문에 데이터 구조 결정을 하지 못하고 미루게 될 수 있다.
• 데이터 중복은 여러 컬렉션과 문서가 여러 개의 레코드가 변경된 경우 업데이트 해야 한다.
• 데이터가 여러 컬렉션에 중복되어 있기 때문에, 수정(update)해야 하는 경우 모든 컬렉션에서 수행해야 한다.

 

SQL은 언제 사용해 ??

SQL은 관계를 맺고 있는 데이터가 자주 변경되는 애플리케이션일 경우와 변경될 여지가 없고, 명확한 스키마가 사용자와 데이터에게 중요한 경우에 사용하면 된다.

 

NoSQL은 언제 사용해 ??

정확한 데이터 구조를 알 수 없거나 변경 / 확장 될 수 있는 경우,  읽기 처리를 자주하지만 , 데이터를 자주 변경하지 않는 경우 , 데이터베이스를 수평으로 확장해야 하는 경우(막대한 양의 데이터를 다뤄야 하는 경우) 에 사용하면 된다.

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참고 자료

https://siyoon210.tistory.com/130

SQL vs NoSQL (MySQL vs. MongoDB)