DB Replication

DB Replication은 데이터베이스의 고가용성과 데이터 안정성을 보장하기 위해 널리 활용되는 핵심 기술이다. 특히, 대규모 애플리케이션 환경에서는 데이터의 지속적인 가용성과 신뢰성이 매우 중요하기 때문에, 원본(Source) 서버와 복제(Replica) 서버 간의 데이터 동기화는 필수다.

• MySQL 기준으로 설명

바이너리 로그(Binary log) 저장 방식

Replication은 Source 서버에서 발생하는 모든 데이터 변경 사항을 Replica 서버로 복제하여 두 서버 간의 데이터 일관성을 유지하는 메커니즘이다. 이러한 과정은 주로 Binary log를 기반으로 이루어지며, Binary log는 Source 서버에서 실행된 모든 데이터 변경 쿼리를 기록하는 역할을 한다. MySQL에서는 이 Binary log를 저장하는 방식으로 Row, Statement, Mixed의 세 가지 방식을 제공하며, 각 방식은 고유한 장단점을 가지고 있다.

Row

Row 방식은 데이터베이스의 각 행별로 변경된 내용을 정확히 기록한다. 이 방식은 데이터 일관성을 매우 높게 유지할 수 있다는 큰 장점이 있다. 예를 들어, 특정 행이 수정되었을 때 그 행의 이전 상태와 변경된 상태를 모두 기록하므로, 복제 서버에서도 원본 서버와 동일한 데이터 상태를 유지할 수 있다. 그러나 모든 행의 변경 사항을 저장하기 때문에 Binary log 파일의 크기가 급격히 증가할 수 있어 저장 공간에 부담을 줄 수 있는 단점이 존재한다.

Statement

반면에 Statement 방식은 데이터 변경을 일으킨 SQL 문 자체를 Binary log에 기록한다. 이 방식은 로그 파일의 크기를 상대적으로 작게 유지할 수 있어 저장 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다. 하지만 실행할 때마다 다른 값을 반환하는 함수와 같이 비확정적(non-deterministic) SQL 쿼리가 실행될 경우, 동일한 쿼리가 Source와 Replica 서버에서 다른 결과를 초래할 수 있어 데이터 불일치 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, SELECT NOW()와 같은 함수는 실행 시점에 따라 다른 결과를 반환할 수 있기 때문에, 이를 포함한 쿼리는 복제 시 문제가 될 수 있다.

Mixed

이러한 문제를 보완하기 위해 MySQL은 Mixed 방식을 제공한다. Mixed 방식은 상황에 따라 row 기반과 statement 기반을 혼합하여 로그를 기록한다. 비확정적 SQL이 아닌 경우에는 statement 방식을 사용하여 저장 공간을 절약하고, 비확정적 SQL이 실행되는 경우에는 row 방식을 사용하여 데이터 일관성을 유지한다. 이를 통해 두 방식의 장점을 모두 활용할 수 있으며, 데이터 불일치 문제를 최소화할 수 있다. 다만, 구현이 다소 복잡할 수 있다는 단점이 존재힌다.

복제 과정

Source 서버에서 데이터 변경 쿼리 실행 -> 선택된 로그 저장 방식에 따라 Binary log 에 기록 -> Replica 서버의 IO Thread 가 Binary log 를 읽어서 저장하는 임시 저장소 역할 진행 (저장된 로그를 기반으로 Replica 서버의 SQL 스레드가 실제 데이터베이스에 변경 사항 적용)

이 과정은 매우 효율적으로 설계되어 일반적으로 약 100밀리초 이내에 데이터 동기화가 완료된다. 이러한 빠른 동기화 속도 덕분에 원본과 복제 서버 간의 데이터 일관성이 실시간에 가깝게 유지될 수 있다.