[분산 데이터베이스] CockroachDB란 무엇인가?

CockroachDB는 수평적으로 확장 가능한 분산형 SQL 데이터베이스입니다. PostgreSQL과 호환되며, 자동 복구 기능을 통해 높은 가용성을 제공합니다. 데이터 일관성을 유지하며 다양한 물리적 장애에 견딜 수 있는 내결함성을 갖추고 있습니다. 특히, 대규모 트랜잭션 처리를 효율적으로 수행할 수 있어 클라우드 환경에서 많이 사용됩니다. 이러한 특징 덕분에 안정적이고 확장 가능한 데이터베이스 솔루션으로 평가받고 있습니다.

분산 데이터베이스란 무엇인가?

분산 데이터베이스는 데이터가 여러 물리적 위치에 분산되어 저장되고 관리되는 데이터베이스 시스템입니다. 주요 특징은 다음과 같습니다:

확장성: 데이터베이스가 수평적으로 확장되어 대규모 데이터와 트래픽을 처리할 수 있습니다.
가용성: 시스템 일부에 장애가 발생해도 데이터베이스가 계속 작동하여 높은 가용성을 유지합니다.
일관성: 분산된 데이터 간의 일관성을 유지하며, 트랜잭션 처리 시 일관된 결과를 제공합니다.
내결함성: 장애 발생 시 자동 복구 기능을 통해 데이터 손실을 최소화합니다.
지리적 분산: 데이터가 지리적으로 분산되어 지역적 규제 준수와 성능 최적화를 달성할 수 있습니다.

CochroachDB 특징

1. 수평적 확장성: 노드를 추가하여 데이터베이스 용량과 성능을 쉽게 확장할 수 있습니다.
2. 고가용성: 데이터 복제 및 자동 복구 기능을 통해 시스템 장애 시에도 지속적인 운영이 가능합니다.
3. 트랜잭션 일관성: ACID 속성을 준수하여 분산 환경에서도 강력한 데이터 일관성을 제공합니다.
4. PostgreSQL 호환성: PostgreSQL의 표준 SQL과 호환되어 기존 PostgreSQL 생태계를 활용할 수 있습니다.
5. 자동 분할: 데이터가 자동으로 분할되고 최적화되어 저장되므로 관리가 용이합니다.

이러한 특징 덕분에 CockroachDB는 대규모 애플리케이션에서 안정적이고 효율적인 데이터베이스 솔루션으로 사용됩니다.

CochroachDB 성능

CockroachDB는 분산 환경에서 높은 성능과 탄력성을 제공하도록 설계된 데이터베이스로, 강력한 일관성을 유지하면서도 집약적인 작업을 처리할 수 있습니다. 다음은 CockroachDB의 주요 성능 특징입니다

구분	내
확장성과 부하 분산	CockroachDB는 수평적으로 확장 가능하며, 노드 간 부하를 균형 있게 분산합니다. Raft 프로토콜을 사용하여 클러스터 간 상태를 동기화하며, 데이터 일관성과 가용성을 보장합니다​.
벤치마크 성능	TPC-C 벤치마크 테스트에서 CockroachDB는 OLTP 환경에서 뛰어난 성능을 보였습니다. 예를 들어, AWS의 다양한 지역에 분산된 9노드 클러스터 테스트에서 다양한 트랜잭션 유형(읽기, 쓰기, 복잡한 조인 등)을 처리하며 안정성을 유지하는 성능을 입증했습니다​
지연 시간 관리	CockroachDB는 지리적으로 분산된 설정에서도 지연 시간을 효과적으로 관리합니다. 거리에 따른 지연이 발생할 수 있지만, 아키텍처는 이를 최소화하여 효율적이고 반응적인 트랜잭션을 보장합니다. 지리적 파티셔닝과 같은 도구를 사용하여 데이터 지역성을 최적화하며, 이는 낮은 지연 시간 요구 사항 및 규제 준수가 중요한 애플리케이션에 필수적입니다​
고가용성과 내결함성	CockroachDB는 노드 장애 시에도 가용성과 운영을 유지하도록 설계되었습니다. 데이터는 자동으로 복제되고 노드 간 재조정되며, 상호 TLS를 통해 노드 간 통신이 보안되므로 데이터베이스의 신뢰성과 보안성이 향상됩니다
유연한 배포 옵션	CockroachDB는 온프레미스, 공용 및 사설 클라우드, 컨테이너화된 환경 등 다양한 환경에 배포할 수 있습니다. 이 유연성 덕분에 전통적인 데이터 센터부터 최신 클라우드 네이티브 애플리케이션에 이르기까지 다양한 인프라에 통합될 수 있습니다

전체적으로 CockroachDB는 분산된 작업을 효율적으로 처리하고 강력한 일관성을 유지하며, 높은 가용성과 내결함성을 제공하는 견고한 선택입니다. 이는 현대의 분산 애플리케이션에 적합한 데이터베이스 솔루션으로 평가받고 있습니다.

CochroachDB와 YugabyteDB 비교해보기

구분	내용
아키텍처	CockroachDB: 기본적으로 ACID (원자성, 일관성, 격리성, 지속성) 트랜잭션과 관계형 데이터 모델을 제공하며, 가용성을 위해 자동 재구성을 사용합니다. YugabyteDB: ACID 트랜잭션과 관계형 데이터 모델을 지원하며, 분산 SQL 퀘리 및 NoSQL 데이터 모델을 제공합니다. 또한, PostgreSQL 호환성을 제공하여 기존 PostgreSQL 애플리케이션을 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다.
일관성 모델	CockroachDB: 선형화된 일관성 모델을 사용합니다. 이것은 쓰기가 완료되면 모든 노드에서 동일한 순서로 읽을 수 있다는 것을 의미합니다. YugabyteDB: YugabyteDB는 분산 ACID 트랜잭션과 함께 strong consistency와 eventual consistency를 선택할 수 있는 유연한 일관성 모델을 제공합니다.
확장성	CockroachDB: 가로 및 세로 확장을 모두 지원하며, 데이터의 분할을 통해 효율적인 분산을 가능하게 합니다. YugabyteDB: 선형적인 수평 확장을 지원하며, 데이터 분산 및 복제를 통해 대규모의 데이터를 처리할 수 있습니다.
사용 사례	CockroachDB: 주로 금융, 게임, IoT 등의 분야에서 사용되며, 트랜잭션 처리와 데이터 일관성이 중요한 경우에 적합합니다. YugabyteDB: 대규모 응용 프로그램 및 분산 데이터 시스템에서 사용되며, 다양한 데이터 모델과 고성능 트랜잭션 처리가 필요한 경우에 적합합니다.

- 참고 자료 

https://www.yugabyte.com/blog/yugabytedb-vs-cockroachdb-bringing-truth-to-performance-benchmark-claims-part-2/

요약하면, CockroachDB는 관계형 데이터베이스 시스템에 더 중점을 둔 반면, YugabyteDB는 관계형과 NoSQL 데이터베이스 모델을 모두 제공하며, 확장성과 일관성 모델에서 다소 다른 접근 방식을 취합니다. 선택은 사용 사례 및 요구 사항에 따라 다를 것입니다.