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MariaDB의 FederatedX 엔진으로 데이터를 주물러보자.

Overview

FederatedX는 MariaDB에서 제공하는 확장된 기능의 Federated이며, 기본적으로 MariaDB에서는 별다른 옵션 없이 사용할 수 있습니다.

바로 이전 포스팅(http://j.mp/16VA8x6)에서는 이 FederatedX 엔진을 활용하여 대용량 테이블을 서비스에 큰 지장없이 이관을 했던 사례에 대해서 정리를 했었는데요. 이 경험을 바탕으로 서비스에서 조금 더 유용하게 활용할 수 있을 방안에 대해서 상상(?)을 해보았습니다.

즉, 지금부터는 FederatedX 엔진 관련된 테스트를 바탕으로 정리하는 내용이오니, 만약 실 서비스에 적용하고자 한다면 반드시 검증 후 진행하셔야 합니다. ^^

Why FederatedX?

단일 데이터베이스의 성능을 따지자면, 굉장한 퍼포먼스를 발휘하는 MySQL 이기는 합니다만.. SNS 서비스 환경에서는 결코 단일 서버로는 커버 불가능합니다. 이 상황에서는 반드시 샤딩(데이터를 분산 처리) 구조로 설계를 해야하는데, 한번 구성된 샤딩은 온라인 중에 변경하기가 참으로 어렵습니다.

서비스 순단을 발생할 수 있지만, 온라인으로 데이터를 재배치를 할 수 있는 방법은 없을까? 하는 생각을 하던 와중에, 저는 FederatedX 엔진에서 해답을 찾았습니다.

FederatedX-Shard-Reorg1

 

MariaDB에서 제공하는 FederatedX엔진은 MySQL에서 제공하는 기능 외에 트랜잭션 및 파티셔닝 기능이 확장되어 있는데, 이 두가지 특성을 활용한다면 앞선 그림처럼 기존 데이터 구조를 원하는 형태로 재배치할 수 있다는 생각이 번뜩 났습니다. ㅎㅎ

단, 아래에서 설명할 모든 상황들은 아래 4 가지 상황이어야한다는 가정이 필요합니다.

  1. 샤드 키 업데이트는 없어야 한다.
    업데이터 시 기존 샤드 데이터가 DELETE되지 않음
  2. ALTER 작업은 없어야 한다.
    FederatedX 스키마 변경 불가
  3. 샤드 키는 문자열 타입이어서는 안된다.
    문자열로는 Range 파티셔닝 사용 불가
  4. 원본 서버 Binary Log은 ROW 포멧이어야 한다.
    FederatedX 에서 일부 쿼리 미지원
    ex) 
    INSERT INTO .. ON DUPLICATE UPDATE

자, 각 상황에 맞게 이쁜(?) 그림으로 간단하게 살펴보도록 할까요?

1) 샤드 재배치

기존 샤드를 재배치하는 경우인데, 만약 일정 범위(1~100, 101~200)로 데이터가 분산 저장되어 있는 경우를 해시 기준으로 변경하고 싶을 때 유용하게 적용가능할 것이라고 생각되는데요.

FederatedX-Shard-Reorg2

위 상황에서 FederatedX1과 FederatedX2을 다음과 같은 스키마 구성합니다.

CREATE TABLE `tab` (
  `p_id` int(11) NOT NULL,
  `col01` bigint(20) NOT NULL,
  `col02` bigint(20) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=FEDERATED
PARTITION BY LIST (mod(p_id,3))
(PARTITION p0 VALUES IN (0) ENGINE = FEDERATED connection='mysql://feduser:fedpass@Nshard1_host:3306/db/tab',
 PARTITION p1 VALUES IN (1) ENGINE = FEDERATED connection='mysql://feduser:fedpass@Nshard2_host:3306/db/tab',
 PARTITION p1 VALUES IN (1) ENGINE = FEDERATED connection='mysql://feduser:fedpass@Nshard3_host:3306/db/tab');

원본 샤드 데이터를 각 FederatedX에 Import 후 리플리케이션 구성하면, 파티셔닝 정의에 맞게 데이터샤드들이 저장되겠죠? ^^

단, 데이터 동기화에 가장 큰 요소는 바로.. Network Latency입니다. 동일 IDC, 다른 스위치 장비에 물려있는 DB 경우에는 약 초당 500 ~ 700 rows정도 데이터 변경이 이루어졌습니다. 물론, 동일 스위치 경우에는 이보다 훨씬 더 좋은 데이터 변경 처리가 이루어질 것이라고 예측됩니다만.. 흠.. 이것은 기회가 된다면, 테스트하고 싶네요. ^^;;

2) 로컬 데이터 재구성

아래와 같이 현재의 DB 혹은 테이블을 여러 개의 객체로 찢는 경우를 말할 수 있는데요, 앞서 치명적인 요소가 되었던 Network Latency는 이 상황에서는 별다른 문제가 되지 않습니다. 모든 통신이 메모리 상에서 이루어지기 때문에, 본연의 속도가 나올 수 있는 것이죠. ^^

FederatedX-Shard-Reorg3

FederatedX 전용 서버를 다음과 같은 설정(/etc/my_fed.cnf)으로 구동하도록 합니다. 포트는 13306으로 띄운다는 가정으로..

[mysqld_safe]
timezone = UTC
 
[mysqld]
port     = 13306
socket   = /tmp/mysql_fed.sock
character-set-server = utf8
skip-innodb
server-id = xxx
binlog_format = row
 
[client]
port    = 13306
socket    = /tmp/mysql_fed.sock
 
[mysql]
no-auto-rehash
default-character-set = utf8

FederatedX 전용 서버를 간단하게 아래와 같이 띄우면 되겠죠? ㅎ

/usr/local/mysql/bin/mysqld_safe --defaults-file=/etc/my_fed.cnf 

그후 아래와 같이 FederatedX 테이블을 생성 후 원본 테이블 데이터 Import 후 리플리케이션을 맺어주면, DB별로 데이터가 재배치된 샤드 형태가 완성됩니다. ^^

CREATE TABLE `tab` (
  `p_id` int(11) NOT NULL,
  `col01` bigint(20) NOT NULL,
  `col02` bigint(20) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=FEDERATED
PARTITION BY LIST (mod(p_id,3))
(PARTITION p0 VALUES IN (0) ENGINE = FEDERATED connection='mysql://feduser:fedpass@127.0.0.1:3306/db1/tab',
 PARTITION p1 VALUES IN (1) ENGINE = FEDERATED connection='mysql://feduser:fedpass@127.0.0.1:3306/db2/tab',
 PARTITION p2 VALUES IN (2) ENGINE = FEDERATED connection='mysql://feduser:fedpass@127.0.0.1:3306/db3/tab');

테스트를 해보니 초당 수천 건 데이터 변경이 가능하며, 단일 서버 데이터 재배치에 가장 유용하게 활용될 수 있다고 생각되네요.

3) 데이터 통합

늘 서비스가 잘되면 참 좋겠지만.. 때로는 망해가는 서비스의 DB를 한곳으로 몰아야할 경우도 있습니다. ㅜㅜ  앞에서 설명한 것들을 이 상황에 맞게 조금만 수정을 하면 되니, 굳이 길게 설명은 하지 않도록 하겠습니다.

 

FederatedX-Shard-Merge1

단, 기존 샤드의 데이터가 샤드키에 맞게 엄격하게 분리가 되어 있어야 합니다. (리플리케이션에서 충돌날 수 있어요!!)

4) 아카이빙

수년을 보관해야하는 당장 정리가 불가한 콜드데이터 성격의 데이터를 한 곳에 모은다는 컨셉인데요.. 이에 대한 것은 사전에 안정성 테스트 반드시 필요합니다. (어디까지나 테스트를 바탕으로 활용 가능한 상황인지라.. ^^;;)

FederatedX-Shard-Archieving

하루에 한번씩 돌아가면서 리플리케이션 IO_THREAD를 ON/OFF를 하게되면, 다수의 데이터베이스로부터 오는 데이터를 쉽게 한 곳으로 모을 수 있겠죠. 만약, 원본 테이블에서 파티셔닝 관리를 한다면, 이에 대한 에러 스킵 설정을 FederatedX에 미리 정의해놓으면 참 좋겠네요. ^^

Conclusion

처음에 버리다시피 전혀 검토를 하지 않았던 FederatedX를 다른 시각으로 발상을 전환해보니, 매우 활용할 수 있는 분야가 많았습니다. 물론 아직 실 서비스에서 직접 해보지는 않았지만, 이에 대한 각 테스트를 해보니 충분히 활용해볼 만한 여지는 있었습니다.

참고로, 위에서 설명하지는 않았지만, FederatedX +Blackhole을 활용하게 된다면, Network Latency 극복을 어느정도 할 수 있다고 생각합니다.

부족한 설명을 읽어주셔셔 감사합니다. ^^