초록

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기존 디스크 기반 데이터베이스 관리 시스템은 디스크를 주저장장치로 활용하는 특징적 환경 때문에 주기억 상주 데이터베이스 관리 시스템의 메모리 관리, 인덱스 관리, 자료저장관리 기능 등에 대한설계 및 구현 기술이 기본적으로 다르다. 본 논문에서는 현재 상용 시스템으로 사용되고 있는ALTIBASE$^{TM}$ 주기억 상주 DBMS의 설계 및 구현내용을 기술한다.

기존 디스크 기반 데이터베이스 관리 시스템은 디스크를 주저장장치로 활용하는 특징적 환경 때문에 주기억 상주 데이터베이스 관리 시스템의 메모리 관리, 인덱스 관리, 자료저장관리 기능 등에 대한설계 및 구현 기술이 기본적으로 다르다. 본 논문에서는 현재 상용 시스템으로 사용되고 있는ALTIBASE$^{TM}$ 주기억 상주 DBMS의 설계 및 구현내용을 기술한다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 그러나, 디스크 공간을 주 저장장치로 설계된 시스템에 서는 충분한 주기억장치 공간을 갖는다 하여도 순수 주기 억 상주 데이터베이스 시스템에서의 성능보다 우수하지 못함을 이미 다른 연구에서도 보였다[4, 5], 또한, 기존 시스템에서 사용하던 기법들은 기본 저장장소가 기억장치로 변환되면서 직접적으로 적용하기 어려운 점이 많다[3L 따라서 본 논문에서는 ALTIBASETM 의 자료저장 관리자가 고성능 고가용성을 위해 사용한 여러 기법들을 소개한다.
• 본 논문에서는 주기 억 상주 데이터베이스 시스템인 ALTtBAe™ 시스템에 대한 설계에 대한 고려사항 및 자료저장관 리기의 세부 구성요소와 구조적 특징과 기능에 대하여 설명하였다. 현재 ALTIBASE™3.
• 본 절에서는 성능평가를 통해 ALTIBA密皿 시스템이 여러 종류의 시스템 부하에 따른 TPS(Transaction per Second) 값을 집중적으로 평가하여 시간 제약적인 응용 분야에 적합한 시스템임올 보인다. 모든 실험의 운영체제는 400MHz CPU4 개와 4G 바이트 메모 리를 보유한 " Sun Ehtenprise 350ff 플랫폼과 “ Solaris 2.

가설 설정

• . Gxisistent- 트랜잭션이 현재 읽은 데이터는 완료된 트랜잭션에 의한 것임 올 보장. 갱신 일관성(ipdateconsistency)[2].

제안 방법

• 회복 관리 기능 중 트랜잭션의 영속성(durabilit们을 지원하기 위해 디스크와의 동기화 과정을 필수적으로 사용해야 한다. 트랜잭션의 로그 레코드 관리 기법으로 메모리 맵드 파일 또는 메모리 버퍼를 로그 버퍼로 선택적으로 사용할 수 있게 하고, " logOush thread를 구현하여 현재 수행 중인 트랜잭션에 간섭없이 디스크에 존재하는 로그 파일로 동기화 할 수 있도록 구현하였다. 메모리 역시 시스템 성능에 영향을 주기 때문에 실제 사용자 데이터와 메타 정보에 대한 내용을 저장하기 위한 영구공간(persistent军]ace)과 인덱스 데이터나 질의 처리 시 필요한 임시공간(terrpoay space)으로 구분한다.
• ALTTBASE尸시스템은 퍼지 검사점(fuzzy checkpoint)과 핑퐁 검 사점 (ping-pcng chedqxiinO를 함께 제공하여 두 가지 백업 디스크를 교체 적으로 번갈아 사용하여 현재 수행 중인 트랜잭션에 부하를 주지 않고 수행할 수 있도록 설계하였다. ALTIBASE™시스템의 회복 기법에서는 분석 단계에서 갖는 시간과 비용을 절감하기 위하여 재수행 단계와 취소 단계만으로 회복 작업을 수행한다
• 실험에 사용된 트랜잭션은 모두 4종류, 검색, 삽입, 변경 그리고 삭제 트랜잭션이며, 대상 테이블은 “ number' , * 面 , " varvhar' 등의 여러가지 속성들로 구성되는 총 20개의 속성을 갖는 단일 테이블로써, ALTIBASE™ 시스템에서 제공하는 저장프 로시듀어 인터페이스를 사용하여 구현하였다. 또한, 모든 속성에 대해 검색 트랜잭션 및 변경 트랜잭션의 모든 작업을 수행 수행하도록 구성하였다. 모든 트랜잭션의 조건식은 인덱스를 갖는 속성에 대해 조건식을 작성하였다.
• 또한, 오류에 대비하기 위한 불필요한 로그의 기록 때문에 전체적인 성능 저하 상황에 효과적으로 적용할 수 있도록 로그의 수준을 모두 세 가지로 분류하여 트랜잭션의 영속성에 따라 적절히 적용할 수 있도록 구현하였다. 즉 트랜잭션의 영속성 수준이 0인 경우, 모든 로그를 기록하는 것은 불필요한 작업이 되므로 기록하는 로그의 수준에 따라[표 2]와 같은 로깅 수준을 제공한다.
• 통신산업 분야의 라우팅, 스위칭 응용 분야나 실시간 산업 분야에 서는 고성능 데이터 접근 및 효율적 데이터 관리를 요구하는 응용 들이 증가하고 있다. 이러한 응용들은 개개의 트랜잭션에 대한 빠른 응답 시간뿐만 아니라 트랜잭션의 영속성(durabflity)과 가용성 (availability)을 요구하고 있어, 이를 만족하기 위해 기존 디스크 기반 데이터베이스 시스템들은 풍부한 메모리 공간을 활용하여 모든 데 이 터를 메모리에 적재하여 사용할 수 있는 대체 방안을 제시하였다.

이론/모형

• 인덱스 관리 기능으로 캐쉬 계층의 최적화 기법과 캐쉬를 고려한 인덱스의 병행수행 제어 방법을 적용한 개선된 R- Tree, T-Tree 및 B*-Tree를 제공하여 캐쉬 적중률 올 높였으며, 전체 트랜잭션의 수행 성능을 향상시키는 한편, 고가용성(h谊h availability) 지원을 위해 물리적으로 분리되어 있는 여러 데이터베이스에 지역 데이터베이스의 변경내용을 원격지로 복제할 수 있는 이중화(replication) 기능을 지원한다. ALTEAS:™ 시스템에서는 데이터베이스의 변경 로그를 기반으로 하는 점대점(point-to-point) 이중화 기법을 적용한다. .
• ALTIBASE™ 시스템에서 트랜잭션을 처리하기 위한 기본적인 병행수행 제어 방법으로 다중 버전(multi- version) 기법을 이용한 병행수행 제어 방법을 사용한다. 다중 버전 기법의 기본 전략에 따라 판독 전용(Ead-only) 트랜잭션이 많고, 갱신 트랜잭션의 비율이 적은 응용 분야에 우수한 트랜잭션 처리율을 보인다 [1, 2].

성능/효과

• ALTIBASE™ 시스템은 로그 버퍼를 주 저장소인 메모리 내에 적 재하여 사용하지만, 로그 버퍼의 내용은 회복 시 필수적인 내용이므로 디스크의 동기화를 필수적으로 수행하여야 한다. 따라서 기본적인 로그 버퍼로서 메모리 맵드 파일(memory mapped fil아을 제공하 면서, 트랜잭션의 영속성 수준에 따라 메로리 버퍼와 메모리 맵드 파일 두 종류의 로그 버퍼를 선택적으로 사용할 수 있게 하여 관리자의 제어에 따라 조절할 수 있게 구현되었다. 트랜잭션의 영속성은 모두 5가지 수준으로 제공되며 각 수준에 따른 버퍼 및 기능은 [ 표 1]과 같다.
• 실험을 통해 측정된 결과 다른 상용 주기억 상주 DBMS 들과 유사하거나 다소 우세한 실험 결과임을 알 수 있으며, 데이터베이스 이중화 기능 또한 부가적인 오버헤드 없이 지원 가능 함을 알 수 있다. 따라서 본 성능 평가를통하여 ALIIBASE™시스템이 시간 제약 사항을 지닌 실시간 응용 분야나 통신 산업 분야의 응용 업무에 적용 가능함을 알 수 있다
• 실험을 통해 측정된 결과 다른 상용 주기억 상주 DBMS 들과 유사하거나 다소 우세한 실험 결과임을 알 수 있으며, 데이터베이스 이중화 기능 또한 부가적인 오버헤드 없이 지원 가능 함을 알 수 있다. 따라서 본 성능 평가를통하여 ALIIBASE™시스템이 시간 제약 사항을 지닌 실시간 응용 분야나 통신 산업 분야의 응용 업무에 적용 가능함을 알 수 있다
• 《그림 5]에서 동시 사용자 수가 10명 이상이 되는 지점에서부터 CPU 처리능력이 부족하여 TPS 수치가 점차 약간 감소하거나 일정 수준을 유지함을 알 수 있다. 이 결과를 통해 ALHBASE™S] 성능 확장성과 시스템 가용성을 보장함을 알 수 있다.
• 인덱스 관리 기능으로 캐쉬 계층의 최적화 기법과 캐쉬를 고려한 인덱스의 병행수행 제어 방법을 적용한 개선된 R- Tree, T-Tree 및 B*-Tree를 제공하여 캐쉬 적중률 올 높였으며, 전체 트랜잭션의 수행 성능을 향상시키는 한편, 고가용성(h谊h availability) 지원을 위해 물리적으로 분리되어 있는 여러 데이터베이스에 지역 데이터베이스의 변경내용을 원격지로 복제할 수 있는 이중화(replication) 기능을 지원한다. ALTEAS:™ 시스템에서는 데이터베이스의 변경 로그를 기반으로 하는 점대점(point-to-point) 이중화 기법을 적용한다.

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이 논문을 인용한 문헌

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