NoSQL은 여러 가지 방식으로 데이터를 구성하기 위한 다른 옵션을 제공합니다. NoSQL은 다양한 데이터 구조를 제공하므로 데이터 분석, 빅데이터 관리, 소셜 네트워크 및 모바일 웹 개발에 적용할 수 있습니다. 

NoSQL 데이터베이스는 다음과 같은 기본 데이터 모델 중 하나를 사용하여 정보를 관리합니다. 

키-값 저장소

이것은 일반적으로 NoSQL 데이터베이스 중 가장 단순한 형태로 간주됩니다. 스키마가 없는 이 데이터 모델은 키-값 쌍으로 구성된 사전으로 조직화되며, 각 항목은 키와 값을 가지고 있습니다. 키는 쇼핑 카트 ID처럼 SQL 데이터베이스에서 사용되는 유사한 어떤 것일 수 있으며, 값은 사용자의 쇼핑 카트에 있는 개별 항목과 같은 일련의 데이터입니다. 이 모델은 쇼핑 카트와 같은 사용자 세션 정보를 캐시하고 저장하는 데 흔히 사용됩니다. 그러나, 이 모델은 한 번에 여러 레코드를 가져와야 할 경우 적합하지 않습니다. Redis와 Memcached는 오픈소스 키-값 데이터베이스의 예입니다.

문서 저장소

이름에서 알 수 있듯이, 문서 데이터베이스는 데이터를 문서로 저장합니다. 이 저장소는 준정형 데이터를 관리하는 데 유용하며, 데이터는 일반적으로 JSON, XML 또는 BSON 형식으로 저장됩니다. 이 저장소는 데이터가 애플리케이션에서 사용될 때 데이터를 함께 모아두어 데이터를 사용할 때 변환 작업을 줄여줍니다. 또한 문서 간 데이터 스키마(예: name과 first_name)가 일치하지 않아도 되므로 개발자는 더 큰 유연성을 누릴 수 있습니다. 그러나, 이러한 특징은 복잡한 트랜잭션의 경우 문제가 될 수 있으며 데이터 손상을 유발할 수 있습니다. 문서 데이터베이스의 흔한 사용 사례로는 컨텐츠 관리 시스템 및 사용자 프로필이 있습니다. 문서 지향적 데이터베이스의 예로는 MongoDB가 있습니다. MongoDB는 MEAN 스택의 데이터베이스 구성 요소입니다.

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와이드-컬럼 저장소

이 데이터베이스는 정보를 컬럼에 저장하므로 사용자는 관련 없는 데이터에 추가 메모리를 할당하지 않고 특정 컬럼에만 액세스할 수 있습니다. 이 데이터베이스는 키-값 저장소와 문서 저장소의 단점을 해결하려고 합니다. 하지만, 이 데이터베이스는 관리하기가 더 어려운 시스템일 수 있으므로 새로운 팀과 프로젝트에는 권장되지 않습니다. Apache HBase와 Apache Cassandra는 오픈소스 와이드-컬럼 데이터베이스의 예입니다. Apache HBase는 희소 데이터 세트를 저장하는 한 방법을 제공하는 Hadoop Distributed Files System(많은 빅데이터 애플리케이션에서 흔히 사용됨)을 기반으로 구축됩니다. 한편, Apache Cassandra는 여러 서버, 그리고 여러 데이터 센터를 포괄하는 클러스터링에 걸쳐 대량의 데이터를 관리하도록 설계되었습니다. 이 데이터베이스는 소셜 네트워킹 웹사이트 및 실시간 데이터 분석 등 다양한 사용 사례에 사용되어 왔습니다.

그래프 저장소

이 데이터베이스 유형은 일반적으로 지식 그래프의 데이터를 보관합니다. 데이터 요소는 노드, 엣지, 속성으로 저장됩니다. 어느 객체, 장소 또는 사람이든 노드가 될 수 있습니다. 엣지는 노드 간의 관계를 정의합니다. 예를 들면, 노드는 IBM과 같은 클라이언트, 그리고 Ogilvy와 같은 에이전시가 될 수 있습니다. 엣지는 관계를 IBM과 Ogilvy 간의 고객 관계로 분류할 것입니다.

그래프 데이터베이스는 그래프 내 요소들 간의 연결 네트워크를 저장하고 관리하는 데 사용됩니다. Neo4j(IBM 외부 링크)는 오픈소스 커뮤니티 에디션을 사용하는 Java 기반의 그래프 기반 데이터베이스 서비스입니다. 이 에디션의 경우 사용자는 온라인 백업 및 고가용성 확장 기능의 라이센스를 구입하거나 백업 및 확장 기능이 포함된 라이센스가 적용된 패키지형 버전을 구입할 수 있습니다. 

인메모리 저장소

이 데이터베이스 유형(예: IBM solidDB)은 데이터가 디스크가 아니라 메인 메모리에 보관되므로 통상적인 디스크 기반 데이터베이스보다 더 빠르게 데이터에 액세스할 수 있습니다. 

NoSQL 데이터베이스의 예

많은 기업들이 NoSQL 환경으로 이동했습니다. 위에서 언급한 데이터베이스 외에도 널리 사용되는 NoSQL 데이터베이스의 예 몇 가지를 소개합니다. 

• Apache CouchDB는 JavaScript를 쿼리 언어로 사용하는 JSON 문서 기반 오픈소스 데이터베이스입니다. 
• Elasticsearch는 풀 텍스트 검색 엔진을 포함하는 문서 기반 데이터베이스입니다. 
• Couchbase는 키-값 및 문서 데이터베이스로, 개발자가 클라우드, 모바일 및 엣지 컴퓨팅을 위한 응답성과 유연성이 뛰어난 애플리케이션을 구축하도록 지원합니다. 

데이터베이스 현황에 대해 자세히 알아보려면 "데이터베이스 현황에 대한 간략한 개요"를 확인하세요.

각 NoSQL 데이터베이스 유형은 강점이 있으므로 특정 사용 사례에 더 적합합니다. 그러나 모든 NoSQL 데이터베이스 유형은 개발자에게 공통적으로 다음과 같은 장점을 제공하며, 고객에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있도록 프레임워크를 제공합니다. 

• 비용 효율성: 상용 하이엔드 RDBMS를 유지 관리하려면 비용이 많이 듭니다. RDBMS를 사용하려면 라이센스를 구입해야 하고 훈련받은 데이터베이스 관리자가 필요하며 수직으로 확장되는 강력한 하드웨어가 필요합니다. NoSQL 데이터베이스를 사용하면 신속하게 수평으로 확장하여 리소스를 더 효과적으로 배정하고 비용을 최소화할 수 있습니다. 

• 유연성: 수평적 확장이 가능하고 유연한 데이터 모델을 따르므로 NoSQL 데이터베이스는 급속도로 변화하는 대량의 데이터를 처리할 수 있습니다. 따라서 NoSQL은 애자일 개발, 빠른 반복, 빈번한 코드 푸시에 적합합니다. 

• 복제: NoSQL 복제 기능은 여러 서버에 걸쳐 데이터를 복제하고 저장합니다. 이러한 복제 기능은 데이터 신뢰성을 제공하므로 다운타임 동안에도 액세스를 지원하고 서버가 오프라인 상태가 될 경우 데이터 손실로부터 보호할 수 있습니다. 

• 속도: NoSQL은 개발자부터 영업 팀 그리고 고객에 이르기까지 모든 사용자를 위해 더 빠르고 민첩한 저장과 처리를 지원합니다. 또한, 빠른 속도 때문에 NoSQL 데이터베이스는 일반적으로 복잡한 최신 웹 애플리케이션, 전자상거래 사이트 또는 모바일 애플리케이션에 더 적합한 것으로 간주됩니다.  

요약하자면, NoSQL 데이터베이스는 고성능, 가용성, 확장성을 제공합니다. 

선택해야 할 NoSQL 데이터베이스의 구조와 유형은 조직이 데이터베이스를 어떤 방식으로 사용하려고 하는지에 따라 결정됩니다. 다양한 NoSQL 데이터베이스 유형의 구체적인 사용 사례 몇 가지를 소개합니다. 

• 데이터 관계 관리: 복잡하게 집계된 데이터와 데이터 포인트 간의 관계를 관리하려면 보통 그래프 기반 NoSQL 데이터베이스를 사용합니다. 예를 들면, 다양한 데이터 유형을 사용하는 사람들 간의 연결이 이루어지는 추천 엔진, 지식 그래프, 사기 탐지 애플리케이션, 소셜 네트워크 등이 있습니다. 

• 레이턴시가 낮은 성능: 게이밍, 홈 피트니스 애플리케이션, 광고 기술은 모두 실시간 데이터 관리를 위해 높은 처리량을 요구합니다. 이 인프라는 시장 입찰 업데이트 또는 가장 관련성 높은 광고 제시 등을 통해 고객에게 가장 큰 가치를 제공합니다. 웹 애플리케이션은 디스크 스토리지에 수반되는 지연 없이 응답 시간이 빠르고 사용량 급증을 관리할 수 있는 인메모리 NoSQL 데이터베이스가 필요합니다. 

• 확장 및 대량의 데이터: 전자상거래의 경우 일일 세일 또는 휴가 쇼핑 시즌을 위해 사용량 급증을 관리할 수 있는 능력이 필요합니다. 키-값 데이터베이스는 구조가 단순하여 트래픽 양이 많을 때 쉽게 확장할 수 있으므로 전자상거래 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 이러한 민첩성은 게이밍, 애드테크 및 IoT(Internet of Things)에 유용합니다. 

대규모 기업들은 레이턴시 없이 서비스를 제공하고 더 빨리 확장하도록 요구받고 있기 때문에 마이크로서비스의 성장이 촉발되었습니다. 그 결과 기업들은 다양한 애플리케이션에 어떤 유형의 데이터베이스를 사용해야 하는지 살펴보게 되었습니다. 

기업들은 애플리케이션의 모든 구성 요소에 단일 관계형 데이터베이스를 사용할 경우 한계가 있다는 것을 알게 되었습니다. 특히, 특정 구성 요소에는 더 나은 대안이 존재했습니다. 마이크로서비스는 매력적인 옵션입니다. 그 이유 중 하나는 마이크로서비스를 사용하면 전체 애플리케이션을 위해 하나의 공유된 데이터 저장소를 사용할 필요가 없기 때문입니다. 대신 애플리케이션에는 느슨하게 연결되고 독립적으로 배포 가능한 여러 서비스가 있습니다. 각 서비스는 자체 데이터 모델과 데이터베이스가 있고 API 게이트웨이 또는 iPaaS를 통해 통합되어 있습니다. 

단일 애플리케이션 내에서 여러 데이터베이스를 사용하는 패턴(다중 저장소 지속성(polyglot persistence)이라고 알려짐)은 NoSQL 데이터베이스가 시장에서 번창할 수 있는 공간을 마련하는 데 도움을 주었습니다. 요즘에 개발자는 하나의 관계형 데이터베이스에서 모든 것이 작동하도록 노력할 필요 없이 최적의 마이크로서비스에 최적의 데이터베이스를 활용할 수 있습니다.