[논문]정보시스템 성능 향상을 위한 SQL 튜닝 기법

김양진; 주복규

정보시스템 성능 향상을 위한 SQL 튜닝 기법
SQL Tuning Techniques to Improve the Performance of Integrated Information Systems 원문보기

한국인터넷방송통신학회 논문지 = The journal of the Institute of Internet Broadcasting and Communication, v.10 no.3, 2010년, pp.27 - 33

김양진 (홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과) , 주복규 (홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과)

초록
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통합 정보시스템의 도입과 구축에 있어 가장 중요한 성공요소중의 하나가 성능 최적화이다. 본 연구에서는 정보시스템의 성능향상을 위해 비용도 저렴하고 단시간에 효과를 나타낼 수 있는 관계형 데이터베이스의 SQL 튜닝 기법을 제안하고, 이를 중소규모의 회사에 실제 운용되고 있는 데이터베이스 시스템에 적용하여 그 효율성을 분석하였다.

One of the most critical success factor in introducing and operating an integrated information system is the performance management. In this study, we propose some SQL tuning techniques, applicable to optimize the performance of relational database systems. We showed effectiveness of the techniques ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 저렴한 비용과 단기간에 가시적인 개선 효과를 나타낼 수 있는 최적의 SQL 사용에 관한 튜닝 방법에 대해 연구하였다. 우리는 기 제안된 SQL 튜닝 방법들을 소개하고 이를 현재 사용되는 통합정보시스템에 적용하여 기존 시스템의 성능과 비교함으로써 시스템 성능개선에 효과적임을 보였다.
본 연구에서는 동일한 조건으로 가시적인 효과를 발생할 수 있는 구체적인 SQL 튜닝 기법을 중간 규모의 회사에 실제로 운용되고 있는 정보시스템에 적용해 보고 그 결과를 분석하였다. 이 연구에서 우리는 주요 SQL 튜닝 기법이 성능개선 효과가 있음을 확인하였다.

제안 방법

이 방법론에서 가장 중요한 요소는 분석 대상 시스템의 응답 시간 추이 분석이다. 어느 순간에 시스템이 최대한 사용 됐는지를 파악한 후 시스템, 데이터베이스, 프로그램, SQL 단위로 처리 시간과 대기 시간의 비중을 분석한다. 그림 1은 응답시간과 처리량과의 관계를 보여준다^[5].
우리는 대상시스템에 대표적인 SQL 튜닝의 상세한 기법들을 적용하였고 그 결과를 요약 기술한다. 더 상세한 연구 결과는 연구보고서에 있다[10].
이 연구를 위하여 우리는 수도권의 한 중소업체의 통합정보시스템을 연구대상으로 선정하였다. 운영 중에 발생하는 성능 저하 원인을 토대로 이미 발표된 튜닝기법과 제안된 SQL 튜닝기법의 적용으로 얻어진 성능개선 효과를 비교하는 방식으로 연구를 진행하였다^{[8, 9}].
이 시스템을 위해 제안된 SQL 튜닝 기법으로는 ‘sp_executesql’ 활용, ‘hint’ 활용, 테이블 변수 활용, 통계 업데이트 자동 배치 작업 등이다.
. 이장에서 우리는 지금까지 제안된 데이터베이스 튜닝 방법론을 알아보고, 실제로 웹기반 시스템과 통합정보 시스템을 대상으로 적용한 대표적인 사례를 소개한다.
제 2장에서는 지금까지 제안된 데이터베이스 튜닝 기법들을 알아보고 이 기법들을 적용하여 성능 개선을 이룬 대표적인 결과를 소개한다. 제 3장에서는 구체적인 SQL 튜닝 기법을 중간 규모의 회사에 실제로 운용되고 있는 정보시스템에 적용해 보고 그 결과를 분석하였다. 4장은 결론과 향후 연구 방향을 제시한다.

대상 데이터

웹 기반 시스템에 튜닝 기법을 적용한 대표적인 사례는 다음과 같다. 연구 대상 시스템은 SQL Server 2000 E-Edition DBMS를 사용하고 Visual Studio 2003로 개발 운영 중인 웹 방식의 영업지원 시스템이다. 이 시스템의 사용자는 약 4만 명이며, 웹 서버 35대, DB 서버 9대, 버전관리 서버 1대, 코어 서버 2대로 운영 중인 시스템이다^[6].
연구 대상 시스템은 SQL Server 2000 E-Edition DBMS를 사용하고 Visual Studio 2003로 개발 운영 중인 웹 방식의 영업지원 시스템이다. 이 시스템의 사용자는 약 4만 명이며, 웹 서버 35대, DB 서버 9대, 버전관리 서버 1대, 코어 서버 2대로 운영 중인 시스템이다^[6].
이 연구를 위하여 우리는 수도권의 한 중소업체의 통합정보시스템을 연구대상으로 선정하였다. 운영 중에 발생하는 성능 저하 원인을 토대로 이미 발표된 튜닝기법과 제안된 SQL 튜닝기법의 적용으로 얻어진 성능개선 효과를 비교하는 방식으로 연구를 진행하였다^{[8, 9]}.
적용 연구 대상 시스템은 400명 정도의 직원의 회사로서, Oracle DBMS에 Windows NT4.5에서 운영 중인 시스템이다. Windows운영체제 PC를 단말기로 사용하며, Developer 2000 이나 SQL Plus를 사용자 클라이언트용으로 사용한다^[7].

성능/효과

'hint'를 활용한 결과, 23%의 처리 시간이 단축되는 것을 확인하였고, 테이블 변수를 사용한 결과, 프로세서 점유율이 최대 16% 개선되는 것을 확인 할 수 있었다.
그 구체적인 기법이란 SQL 문에서 칼럼에 함수사용, 부등호 사용, IN과 EXISTS, 테이블 재배치, 인라인 뷰를 적용하기 등이다. 그 결과 실험 대상 시스템에서 적은 시간과 노력의 투입에도 불구하고 시스템의 오버헤드가 줄어들었고, 서버의 자원 활용률이 크게 개선되어 사용자의 접속처리가 향상 되었다.
'hint'를 활용한 결과, 23%의 처리 시간이 단축되는 것을 확인하였고, 테이블 변수를 사용한 결과, 프로세서 점유율이 최대 16% 개선되는 것을 확인 할 수 있었다. 그리고 통계 업데이트 자동 배치 작업 생성으로 인해 배치 작업 실패율이 감소하는 효과가 나타났다
성능 평가 결과에 의하면, 튜닝 기법 수행 후 성능이 크게 향상된 것을 알 수 있다. 'sp_executesql'을 활용한 결과, 프로세서 점유율이 최대 58% 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 저렴한 비용과 단기간에 가시적인 개선 효과를 나타낼 수 있는 최적의 SQL 사용에 관한 튜닝 방법에 대해 연구하였다. 우리는 기 제안된 SQL 튜닝 방법들을 소개하고 이를 현재 사용되는 통합정보시스템에 적용하여 기존 시스템의 성능과 비교함으로써 시스템 성능개선에 효과적임을 보였다.
본 연구에서는 동일한 조건으로 가시적인 효과를 발생할 수 있는 구체적인 SQL 튜닝 기법을 중간 규모의 회사에 실제로 운용되고 있는 정보시스템에 적용해 보고 그 결과를 분석하였다. 이 연구에서 우리는 주요 SQL 튜닝 기법이 성능개선 효과가 있음을 확인하였다. 그 구체적인 기법이란 SQL 문에서 칼럼에 함수사용, 부등호 사용, IN과 EXISTS, 테이블 재배치, 인라인 뷰를 적용하기 등이다.
이번 실험에서는 데이터베이스의 데이터 량이 많지는 않아서 큰 차이가 나오지는 않았지만, 표 6에서 보는바와 같이 기본적인 튜닝 기법의 적용에도 눈에 띄게 처리 속도의 향상이 있음을 알 수 있다. 시스템을 변경 하지 않고 함수의 사용 변경이나 테이블의 재배치 등으로 처리 속도의 향상을 가져왔음으로 데이터 량이 많아지면 더 큰 효과를 기대 할 수 있다.

후속연구

향후에는 Oracle을 중심으로 진행된 본 연구를 또 다른 상용 관계형 데이터베이스 제품인 MS SQL Server등에서도 활용이 가능한 일반화된 기법으로의 전환이 필요하며, 튜닝을 위한 사전 진단 및 활용 절차에 대한 연구가 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	정보시스템의 도입과 구축에 있어 가장 중요한 성공요소중의 하나는 무엇인가?	통합 정보시스템의 도입과 구축에 있어 가장 중요한 성공요소중의 하나가 성능 최적화이다. 본 연구에서는 정보시스템의 성능향상을 위해 비용도 저렴하고 단시간에 효과를 나타낼 수 있는 관계형 데이터베이스의 SQL 튜닝 기법을 제안하고, 이를 중소규모의 회사에 실제 운용되고 있는 데이터베이스 시스템에 적용하여 그 효율성을 분석하였다.
	데이터베이스란 용어는 언제 처음 사용되었는가?	데이터베이스란 용어는 1963년 6월에 미국 SDC(System Development Corporation)가 개최한 제 1차 '컴퓨터 중심의 데이터베이스 개발과 관리' 심포지움 제목에서 처음 사용되었다. 우리나라에는 1990년대 초반부터 활발히 도입되어 90년대 중반 이후부터 정보시스템의 근간으로 자리 잡았다[1].
	정보 시스템 초기 개발 및 운용 단계에서는 시스템의 속도에 대한 고려가 충분히 반영되지 않기 때문에 생기는 문제는 무엇인가?	정보 시스템의 초기 개발 및 운용 단계에서는 개발기간을 준수해야 하기 때문에 시스템의 속도에 대한 고려가 충분히 반영되지 않는다. 하지만 시스템을 운영하면서 데이터가 축적됨에 따라 시스템이 느려지게 된다. 따라서 대부분의 기업이 유지 보수 단계에서 성능을 평가하여 최적화하는 등 성능관리에 주력하게 된다.

참고문헌 (10)

이석호, 데이터 베이스 론, 정익사, 2006.
조종암, 대용량 데이터베이스를 위한 오라클 SQL 튜닝, 대청, 2000.
최송희, SQL튜닝을 이용한 데이터베이스 시스템 성능개선에 관한 연구, 경희대학교 산업정보대학원, 2003.
정미영, SQL튜닝을 이용한 처리속도 향상 요소에 대한 고찰 및 성능 측정, 홍익대학교 정보대학원, 2007.
DBguide.net, www.dbguide.net.
안지현, 웹 기반 시스템 성능 향상을 위한 관계형 데이터베이스 SQL 튜닝 연구, 성균관대학교 정보통신대학원, 2007.
임혁민, SQL 튜닝을 이용한 처리속도 향상 관한 실증연구, 동국대학교 정보산업대학원, 2001.
정재준, 오라클 실무활용 SQL 튜닝, 혜지원, 2008.
이공명, 오라클 프로젝트 실무, 컴스페이스, 2003.
김양진, 통합정보 시스템의 성능향상을 위한 관계형 데이터베이스의 SQL 튜닝 기법에 관한 연구, 홍익대학교 컴퓨터정보통신공학과, 2009년 12월.

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