전자정부데이터베이스의 새로운대안 - ALTIBASE4 · z실시간 · 대용량“Relational DBMS” Archive Layer (Tape, Juke Box) Disk Layer Memory Layer. Multi-Level Storage

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전자정부 데이터베이스의새로운 대안 - ALTIBASE4


대안의 의미와 조건

대안의 출현..

고객입장에서는 선택가능한 옵션이 추가되는 것이며,

경쟁사 입장에서는 밥그릇이 줄어드는 것? ^^;;

시대적인 측면에서는 새로운 패러다임의 수용 -> 막을 수 없는 것.

대안의 조건

① 기존과 동일한 기능을 제공 => 공존

② 기존의 한계와 문제점을 해결 => 개선

③ 새로운 기능과 장점의 제공 => 대체

대안의 사례

기술과 문화의 패러다임 변화에 따라 수많은 대안들이 출현

휴대폰, 초고속인터넷, Windows, WEB유선전화, 전화모뎀, DOS, C/SIT

대형할인점, 온라인쇼핑몰재래시장, 동네수퍼유통

대안기존분야


기존DB 대안의 필요성 – 성능 병목

병목병목 현상의현상의 50%50%는는 Data Data 처리와처리와 관련관련 Application programApplication program에서에서 발생발생

Network

25%

Web Server

20%Application

23%

DB

27%

Other

5%

Network

Web Server

Application

DB

Other

DBMS DBMS 처리처리 성능성능 향상을향상을 위하여위하여HardwareHardware에에 대한대한 과투자과투자 발생발생

Disk Disk 기반기반 DBMSDBMS의의 기본적인기본적인 성능은성능은 Hardware UpgradeHardware Upgrade로로 급격한급격한 성능성능 향상을향상을기대하기가기대하기가 어려움어려움


기존DB 대안의 필요성 – 비효율적인 데이터 관리

시간 흐름에 따른 데이터 분석

시간시간시간

연구개발 Data연구개발연구개발 DataData

E-MailEE--MailMail

마케팅 Data마케팅마케팅 DataData

데이터가치(

접근빈도)

데이터가치

데이터가치((

접근빈도

접근빈도))

일반적인 DBMS는 시간의 흐름에 따른 데이터가치 또는 접근빈도에 따라데이터를 차별화하여 관리하지 못하는 문제점을 안고 있으며, Hybrid MM DBMS는 데이터의 특성별로 데이터를 차별화하여 관리하기위한 고성능 메모리 테이블과 대용량 디스크테이블을 함께 지원함.

일반적인 DBMS는 시간의 흐름에 따른 데이터가치 또는 접근빈도에 따라데이터를 차별화하여 관리하지 못하는 문제점을 안고 있으며, Hybrid MM DBMS는 데이터의 특성별로 데이터를 차별화하여 관리하기위한 고성능 메모리 테이블과 대용량 디스크테이블을 함께 지원함.


대안으로서의 ALTIBASE 발전 과정

AltibaseAltibaseVersion 4Version 4



IT Paradigm의 변화Offline, Closing, Non-Realtime Online, Open, Realtime

2000 2002 2003 2005~


· Memory Table(고성능)과 Disk Table(대용량)을 동시에지원하는 Hybrid MMDBMS

· 전 산업에 적용

· Memory Table(고성능)과 Disk Table(대용량)을 동시에지원하는 Hybrid MMDBMS

· 전 산업에 적용

· MVCC기반의 Record Locking을 이용한 중소규모데이터 및 복잡한 질의문 지원

· 일반적인 RDBMS와 동일하게 사용(단, DB Size 제약)

· MVCC기반의 Record Locking을 이용한 중소규모데이터 및 복잡한 질의문 지원

· 일반적인 RDBMS와 동일하게 사용(단, DB Size 제약)

· MVCC – 세계 최초로 MMDBMS 업체 중 유일하게 적용(Oracle과 동일한 Lock Mechanism)

· 제품 적용 범위 확장(통신장비 및 서비스, 금융, 공공,…)

· MVCC – 세계 최초로 MMDBMS 업체 중 유일하게 적용(Oracle과 동일한 Lock Mechanism)

· 제품 적용 범위 확장(통신장비 및 서비스, 금융, 공공,…)

· 성능과 안정성, 개발의 편의성

· 분야별 다양한 고객 확보로 제품의 신뢰성 확보

· 성능과 안정성, 개발의 편의성

· 분야별 다양한 고객 확보로 제품의 신뢰성 확보

CISAM, LDAP등기존 고성능DB의대안

중소규모 실시간/범용분야 DB의 대안

실시간 DB

실시간·대용량 DB


ALTIBASE1,2,3 @ Main Memory DBMS ?

Main Memory

Datafile 1Logfile nLogfile 1

DBS LOGS

Log anchor

Altibase

DatabaseTablesTablesTables IndicesIndicesIndices

StartupStartupCheckpointingCheckpointing LoggingLogging

StartupStartup과과 동시에동시에 DatabaseDatabase를를 MemoryMemory에에 상주시켜상주시켜 관리관리 및및 운영하는운영하는 DBMSDBMS

디스크 접근 없이 메모리에 직접 접근하여 데이터 읽기 연산 수행

데이터 갱신은 메모리에서 직접하고 갱신 내용을 Disk의 Logfile에 수록

때때로 변경된 메모리 내의 데이터페이지를 Disk의 Datafile에 반영

디스크 접근 없이 메모리에 직접 접근하여 데이터 읽기 연산 수행

데이터 갱신은 메모리에서 직접하고 갱신 내용을 Disk의 Logfile에 수록

때때로 변경된 메모리 내의 데이터페이지를 Disk의 Datafile에 반영


MMDBMS 성능 ( 단순질의 )

Test Environment• Platform : Sun E450

CPU 400Mhz * 4eaMemory4G

Clients

TPS

TPS – Transaction Per Second


MMDBMS 성능 ( 복잡한 질의 : TPC-H )

TPC-H Test는 현대의 복잡한 비즈니스 업무 상황을 잘 반영하는 국제적 DBMS 성능 측정 기준

데이터의 예측이 불가능하고 변화가 빈번한 네트워크 환경에 적용되는 DBMS를 Test하는 기준

22개의 복잡한 SQL로 구성

0

50

100

150

200

250

300

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16 Q17 Q18 Q19 Q20 Q21 Q22

쿼리

초

Disk DB

Memory DB


MMDBMS는 어떻게, 왜 빠른가?

New Architecture

CPU

Physical Memory

Database

Tables Indices

Backup Database& Log

CPU

Physical Memory

Buffer

Database

Tables IndicesBackup

데이터 캐싱을 위한 데이터 Copy불필요(Disk I/O 감소)로 시스템 부하감소 및 데이터 접근 속도 개선

메모리 접근에 최적화된 인덱스 구조를 사용

데이터 검색 알고리즘 자체가 간단(CPU Time 점유율 감소)하므로시스템 자체의 부하 감소



Memory Management

DISK 기반 DBMS는 질의 최적화 알고리즘은 기본적으로 디스크 I/O 횟수를 줄이는데 초점

데이터가 디스크에 존재한다는 가정을 배제할 수 없기 때문에 데이터가 디스크에 존재한다는최악(worst case)의 시나리오를 가정한 알고리즘을 사용

Altibase는 데이터가 메인 메모리에 항상 존재하기 때문에 데이터가 디스크에 존재한다는 최악의시나리오를 고려할 필요가 없는 최적화 알고리즘을 사용하여 데이터 접근

Disk에 데이터가 존재한다고 가정

복잡한 Search Algorithm

CPU Time 증가

In-Memory 상주

단순한 Search Algorithm

CPU Time 감소

기존 DISK 기반 DBMS altibase In-Memory DBMS



Index Methods

DISK 기반 DBMS In-Memory DBMS

B-tree Index B-tree Index

논리적 주소를 물리적 주소 변환하는 작업-> 엔트리에 해당하는 레코드를 포함하는 데이터 페이지

논리적 주소를 물리적 주소 변환하는 작업 없음-> 엔트리에 해당하는 레코드의 메모리 주소를 직접 포인팅

B-tree Entry

Key-value RID

B-tree Node

Data page

Slot

memory data block

B-tree Node


ALTIBASE4 @ Hybrid MM DBMS ?MMDB의 고성능에 DRDB의 대용량 기능을 추가

Client & Server Applications/Tools

Real-Time Application Pgms

Memory Memory TablespaceTablespace

Process or Shared MemoryAltibase

IPC | UNIX DOMAIN | TCP/IPE/SQL | CLI | ODBC | JDBC

Buffer

Disk System TablespaceUndo Tablespace

System Temporary TablespaceUser Tablespaces

Datafiles

LogFiles

Altibase 4 Architecture

Log Anchor

Client & Server Applications/Tools

Real-Time Application Pgms

Memory Memory Tables & IndicesTables & Indices

Process or Shared MemoryAltibase

IPC | UNIX DOMAIN | TCP/IPE/SQL | CLI | ODBC | JDBC

Datafiles LogFiles

LogAnchor

Data Replication

Data Replication

Altibase 3 Architecture


ALTIBASE4 @ 아키텍처

ALTIBASE4 Hybrid MM DBMS의 트랜잭션 처리 과정

“select * from TM m, TD d where m.column = d.column”

OptimizerSQL Parser Executor

parse tree plan tree

Record Manager

Memory

Disk

Temp Table Manager

Execution Layer (Plan Nodes)

SCAN PROJ FILT

JOIN

SORT HASH AGGR

VIEW ***

Mathematics Layer

Data TypeManager

OperatorManager

Language

Manager

Integrated Query Executor

Memory

Disk

integrated Storage Manger

Physical Memory

DATAFILES

MMDBFiles

Pointer

RID

Disk Flush

Copy

checkpint

Redo LogFiles

Transaction Logging

Memory Page(TM)

Disk Page(TD)


고성능 환경에서 대용량 데이터의 효율적인 관리 가능

Memory Table Disk Table

Altibase4 - Hybrid MM DBMS

기타 Memory Table

민원처리이력정보민원처리결과정보기타 Disk Table

App nApp nApp n·· ·App 2App 2App 2App 1App 1App 1



실시간 처리 트랜잭션 복합 트랜잭션 대용량 데이터 처리 트랜잭션

···

데이터 이관데이터 이관

빠른 응답시간을 필요로 하고 접근빈도가 높은 데이터는 메모리테이블로관리하고 대용량으로 누적되는 데이터는 디스크테이블로 구성할 수 있다.

고성능 트랜잭션 처리를 위해 Memory Table을 사용하면서 누적되는대용량 Data를 Hybrid Query를 이용하여 손쉽게 이관함으로써, 대용량 데이터의 데이터의 효율적인 관리가 가능.

빠른 응답시간을 필요로 하고 접근빈도가 높은 데이터는 메모리테이블로관리하고 대용량으로 누적되는 데이터는 디스크테이블로 구성할 수 있다.

고성능 트랜잭션 처리를 위해 Memory Table을 사용하면서 누적되는대용량 Data를 Hybrid Query를 이용하여 손쉽게 이관함으로써, 대용량 데이터의 데이터의 효율적인 관리가 가능.


ALTIBASE4 @ Technical Position

Multi-Level Storage DBMS 의 구현

-<Michael Stonebraker> (1991)

실시간·대용량 “Relational DBMS”

Archive Layer(Tape, Juke Box)

Disk Layer

Memory Layer

Multi-Level Storage DBMS

Memory Table

DiskTable

Memory Buffer

ArchiveTable

Memory Buffer

DiskBuffer

Integrated Query Processor

Integrated Storage Manager

Hybrid MM DBMS (Altibase4)


ALTIBASE4 @ Market Position

순수 토종 국산 DBMS

순수 국내 DB엔진기술국내외 50여 업체150개 이상의 업무에 적용

* 3239 라이센스 발급(정식:1319,평가:1920 copies)

철저한 기술지원품질관리

검증된데이터베이스

세계 최초의Hybrid MMDBMS 개발

Market Share4위(6%)


ALTIBASE4 @ 특징

MMDB의 고성능 트랜잭션 처리

메모리와 디스크테이블의 Hybrid

Query 및 Move DML 지원

다양한 DB Tool 지원

최대의 ROI와 최소의 TCO

낮은 장비사양에서 고성능 발휘

하나의 DB로 고성능과 대용량을동시에 지원

이중화 기능을 통한 무 정지 서비스

2개 DB의 혼용이 아닌 단일DB 사용

을 통한 안정성 제고

완벽한 백업/복구 지원

DB 구조 설계 및 선택의 유연성

표준 개발환경과 다양한 미들웨어

연동 지원

More EfficientMore Powerful

HybridMM DBMS

More Flexible More Reliable


ALTIBASE4 @ 기능

체크포인트를 통한 복구시간 최소화

아카이브 지원을 통한 Media Recovery

테이블스페이스 단위의 병렬 백업 지원

체크포인트를체크포인트를 통한통한 복구시간복구시간 최소화최소화

아카이브아카이브 지원을지원을 통한통한 Media RecoveryMedia Recovery

테이블스페이스테이블스페이스 단위의단위의 병렬병렬 백업백업 지원지원

MVCC를 통한 Transaction간 충돌 최소화

SQL92 Full Spec 지원

쿼리 튜닝을 위한 Query Plan, Hint 제공

MVCCMVCC를를 통한통한 TransactionTransaction간간 충돌충돌 최소화최소화

SQL92 Full Spec SQL92 Full Spec 지원지원

쿼리쿼리 튜닝을튜닝을 위한위한 Query Plan, Hint Query Plan, Hint 제공제공

Backup & RecoveryDB Server

isql, audit, iLoader, AdminCenter

Monitoring : BizMax for Altibase

EasyMon for Altibase

이종 DB 연동 :

Altibase Replicatoin for Oracle

isqlisql, audit, , audit, iLoaderiLoader, , AdminCenterAdminCenter

Monitoring : Monitoring : BizMaxBizMax for for AltibaseAltibase

EasyMonEasyMon for for AltibaseAltibase

이종이종 DB DB 연동연동 : :

AltibaseAltibase ReplicatoinReplicatoin for Oraclefor Oracle

Tools

표준CLI, ODBC, JDBC, Embedded SQL

Storead Procedure / Trigger 지원

XA Interface를 통한 2-phase commit

지원

표준표준CLI, ODBC, JDBC, Embedded SQLCLI, ODBC, JDBC, Embedded SQL

StoreadStoread Procedure / Trigger Procedure / Trigger 지원지원

XA InterfaceXA Interface를를 통한통한 22--phase commitphase commit

지원지원

개발 환경


ALTIBASE4 @ 이중화(Replication) 기능

· 로그 기반의 이중화 이중화 중에도 독립시스템 성능의 90% 이상 유지· 테이블 단위의 이중화 전체 데이터베이스 중에서 일부 테이블만 이중화· TCP/IP 네트워크를 이용한 이중화 추가적인 Hardware 투자 불필요

Active-Standby

Active-Active

Altibase DBMS Server A

Rep_Manager

Rep_Manager

AB_Sender

AB_ReceiverAB_Sender

AC_Sender AC_Receiver

Rep_Manager

Altibase DBMS Server B

Altibase DBMS Server C

REP_AB

REP_AC

AB_Receiver


ALTIBASE4 @ 적용분야

다양한 적용 분야에서 기존DBMS의 대안이 됨

MMDBMS(Altibase3)MMDBMS(Altibase3)

• 실시간 처리 분야

• 고성능 처리 분야

• 고가용성 처리 분야

• VOD/스트리밍데이타 처리

• EMS/NMS

• 통계 및 과금

• RFID/텔레매틱스

• 센서 네트워크

• History 데이터 처리

• 금융/공공/교육 및 일반 DBMS 분야

Hybrid MMDBMSHybrid MMDBMS(Altibase4)(Altibase4)


ALTIBASE4 – 구축사례(1)

EBS 통합ID 관리(SSO) 시스템 구축 : 시스템 구성

BackupDB

Replication

SSODB(HP11.23)SSODB(HP11.23)

SSO WebServer1

SSO WebServer2

계정통합

EBSEBS EBSiEBSi

OracleDB

OracleDB

시스템적 특징

H/W Spec

Replication

일 처리량

Reliability, Scalability, Flexibility, High Performance

를 제공하는 통합인증시스템 구축

EBS와 EBSi 서비스 사용자 계정을 통합 관리하여 관리의

효율성 극대화

Active/Active, Active/Standby 어느 것으로든 구현가능

따라서 시스템의 가용성을 극대화 하는 것은 물론 무정지

서비스를 구현함으로써 투자대비 성능 효과가 뛰어남

HP Itanium 2RX 4640

: CPU 4, Memory 12G

Active – Standby 구성

초당 2000 TPS 이상 처리

Altibase 4

계정통합 SSO(MainMemory)

EBS (disk)

EBSi(disk)

계정계정 통합통합



EBS 통합ID 관리(SSO) 시스템 구축 : 구축 효과

① 계정관리의 효율성 극대화

EBS, EBSi로 이원화되어 있던 사용자 계정정보를 통합관리함으로써 효율성 증대

일원화된 회원정보를 바탕으로 고객별 맞춤서비스 가능

② 시스템의 안정성 확보

현재 Altibase 이중화 기능을 이용한 Active-Standby 이중화 구조로 운영중이며

대입원서접수(www.ebsapply.co.kr) 시스템은 Active-Active 구조로

서비스함으로써 장비의 리소스를 최대로 활용

③ 저비용 고효율의 시스템 구축

데이터 사용빈도에 따라 메모리와 디스크에 데이터를 분산 저장함으로써 제한된

리소스로 고효율의 시스템을 구현

- 메모리 : 빠른 로그인 처리를 위한 ID,PW 및 회원관련 정보

- 디스크 : 향후 CRM을 위한 엑세스 타임 정보나 히스토리정보

대용량 처리를 위한 디스크 DBMS와 빠른 성능을 위한 메인메모리 DBMS를 하나의

Hybrid MMDBMS로 해결함으로써 DBMS 구매비용을 절감



LG Philips LCD APC 시스템 구축 : 시스템 구성

수집데이터 전송

DAS

ALTIBASE(ACTIVE) ALTIBASE(ACTIVE)

APC (Ahead Processing Control)

전체공정관리

장비군별 공정데이터수집

APC 수집 데이터

LCD 생산 라인 EES

ECS데이터 수집 내역 메시지 전송

SAN DISK

파일을 읽어서 DB에 저장

설명

1. EES에서 각 장비군별 공정 데이터를 0.2초 간격으로 수집하고 1분단위로 파일을 만들어 Disk에

저장하며, 저장된 파일내역을 Job-메시지 형식으로 APC에 전송한다.

2. APC에서 EES로 부터 받은 Job-메시지에 따라 파일을 읽어 알티베이스 메모리 테이블에

데이터를 입력한다.

3. 10분 간격으로 12시간 이전의 데이터를 디스크 테이블로 Move한다.



LG Philips LCD APC 시스템 구축 : 구축 효과

▶ 성능 : HP RP8420 (CPU : 1GHz*20, Memory : 64G)

10 ~ 20 %

-

25 ~ 45 %

CPU 사용 율

1시간동안에 쌓인 데이터2100만 건 Move에 35분 소요

10000 TPS메모리 데이터의디스크 Move

View를 통한 조회35000 TPS데이터 조회

1일 처리량 5억 건 기준의 필요성능인5800TPS의 8배이상의 고성능

50000 TPS메모리테이블

Insert

비고성능 (TPS)항목

구축 효과

1. 이전 시스템에서 장비군별로 개별 DB로 구축되어 있던 시스템을 1개의 DB에 통합함으로써

생산공정의 실시간 통합감시가 가능해 짐.

2. 향후 수집데이터 증가시에도 현재의 시스템 여유율과 CPU증설을 통해 충분히 확장이 가능함.


ALTIBASE4 – 레퍼런스 사이트

RA서버현대증권

통합인증시스템EBS패킷 측정 장비SKT SEDaN 4

지능망교통정보시스템(ITS)대전광역시청망트래픽 분석솔루션데이콤 트래픽 분석 솔루션

위치물체검색시스템국방과학연구소LGT 통합인증LGT CAS(통합인증)

선물 옵션 주문 및 시세시스템코스콤 차세대시스템

디지털라디오방송(DAB)통합DB

한국방송공사(KBS)통합인증하나로텔레콤 통합인증

분담금 환급신청 시스템도로교통안전관리공단미디어서버하나로텔레콤

외환 딜링 시스템한멕 레프코 선물

외환 딜링 시스템외환선물 FX 시스템

오디오파일시스템 통합DBEBS파주 P7 APCLG필립스LCD

암호키 관리 시스템(GKMI)행정자치부 정부암호이용시스템

이동단말 광고발송용 서버SKT MPAS 구축

인증시스템(SSO연동)근로복지공단 비밀번호 강화SKT 통합인증SKT ICAS(통합인증)

홈페이지 성능개선충청북도교육청 홈페이지 구축LBS관련KTF Alert 시스템

수신거부사이트(No-Spam)공정거래위원회장문메시지 서비스KTF 메시지 시스템 구축

홈페이지 성능 개선대한주택공사 홈페이지유선전화에서 유·무선전화로의단문 메세지전송 서비스

KT ISMC

설명시스템명(공공분야)설명시스템명


감사합니다.Contact Point

ALTIBASE Co., Ltd.서울시 구로구 구로동 182-13 대륭포스트타워Ⅱ 10층152-847

Tel : 02-2082-1000Fax : 02-2082-1099www.altibase.com

전자정부데이터베이스의 새로운대안 - ALTIBASE4 · z실시간 · 대용량“Relational DBMS” Archive Layer (Tape, Juke Box) Disk Layer Memory Layer. Multi-Level Storage

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