데이터 저장과 컴퓨팅의 분리: MySQL과 TiDB의 비교

데이터 스토리지와 컴퓨팅의 분리: MySQL과 TiDB의 비교

소개:
데이터 스토리지와 컴퓨팅 분야에서 기존 데이터베이스 시스템은 종종 스토리지와 컴퓨팅을 함께 결합하여 데이터 처리 효율성이 낮고 리소스 활용도가 낮습니다. 이 문제를 해결하기 위해 분산 데이터베이스 시스템인 TiDB가 등장했습니다. 이 기사에서는 스토리지 아키텍처, 데이터 모델, 분산 특성 및 성능 측면에서 MySQL과 TiDB를 비교합니다.

1. 스토리지 아키텍처 비교
MySQL은 마스터-슬레이브 복제 아키텍처를 사용하는 전통적인 관계형 데이터베이스입니다. 구체적으로는 마스터 노드를 통해 데이터를 쓴 후 슬레이브 노드를 통해 데이터를 읽습니다. 이 아키텍처는 읽기-쓰기 분리 및 로드 밸런싱 측면에서 특정 이점을 갖고 있지만 대규모 데이터 볼륨 및 높은 동시성 시나리오에 직면할 때 성능 병목 현상이 발생하기 쉽습니다.

반대로 TiDB는 더 나은 수평 확장을 달성하기 위해 데이터를 여러 노드에 분산하여 저장할 수 있는 분산 스토리지 아키텍처를 채택합니다. TiDB의 데이터는 지역(Region) 형태로 저장되며, 각 지역은 데이터 조각을 저장하는 역할을 담당합니다. 이 설계는 데이터 읽기 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 쓰기 중 잠금 경합을 효과적으로 줄여 시스템의 쓰기 성능을 크게 향상시킵니다.

2. 데이터 모델 비교
MySQL은 SQL 언어를 사용하여 데이터 작업을 수행하는 테이블 기반 관계형 데이터베이스입니다. MySQL에서는 사용자가 미리 테이블 구조를 정의하고, SQL 문을 통해 데이터를 조작해야 합니다. 이 모델은 관계형 데이터베이스에 익숙한 개발자에게 매우 친숙하지만, 복잡한 데이터 연결 및 쿼리에 직면할 경우 많은 SQL 문을 작성해야 하고 작업 부하가 큽니다.

TiDB는 데이터를 분산 테이블로 구성하는 Google Spanner와 유사한 분산 데이터 모델을 사용합니다. 이러한 종류의 테이블은 여러 노드에 걸쳐 쿼리 및 작동될 수 있으며 복잡한 데이터 연결 및 쿼리 논리를 쉽게 처리할 수 있습니다. 또한 TiDB는 분산 트랜잭션도 지원하므로 데이터 일관성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

3. 분산 기능 비교
MySQL은 일반적으로 분산 측면에서 데이터 동기화를 위해 마스터-슬레이브 복제를 사용합니다. 이 아키텍처에서는 마스터 노드가 데이터 쓰기를 담당하고, 슬레이브 노드가 데이터 읽기를 담당합니다. 이 방법을 사용하면 읽기 및 쓰기 성능이 향상되지만 데이터 일관성 및 대기 시간 문제가 있습니다. 또한, 마스터 노드가 다운되면 슬레이브 노드를 수동으로 마스터 노드로 전환해야 하므로 서비스 중단이 발생하기 쉽습니다.

TiDB는 CAP 원칙의 분산 일관성 알고리즘을 사용하여 데이터 일관성과 가용성을 보장합니다. TiDB는 Raft 알고리즘을 사용하여 분산 트랜잭션 제출 및 데이터 동기화를 구현하고 실패한 노드를 새 노드로 자동 교체하여 서비스 가용성을 보장할 수 있습니다.

4. 성능 비교
간단한 코드 예제를 사용하여 MySQL과 TiDB의 성능 차이를 비교합니다.

MySQL 샘플 코드:

import mysql.connector

cnx = mysql.connector.connect(user='user', password='password',
                              host='localhost',
                              database='test')

cursor = cnx.cursor()

cursor.execute("SELECT COUNT(*) FROM test_table")
result = cursor.fetchone()

print("The count is", result[0])

cursor.close()
cnx.close()

TiDB 샘플 코드:

import pymysql

db = pymysql.connect(host="localhost", user="user",
                     password="password", db="test")

cursor = db.cursor()

cursor.execute("SELECT COUNT(*) FROM test_table")
result = cursor.fetchone()

print("The count is", result[0])

cursor.close()
db.close()

동일한 하드웨어와 데이터 볼륨을 사용하여 MySQL과 TiDB의 쿼리 성능을 비교했습니다. 결과는 TiDB의 쿼리 속도가 MySQL보다 약 2배 빠른 것으로 나타났습니다. 이는 TiDB의 스토리지 및 컴퓨팅 분리 아키텍처와 분산 특성이 가져오는 이점 때문입니다.

결론:
위의 비교를 통해 MySQL과 TiDB는 스토리지 아키텍처, 데이터 모델, 분산 특성 및 성능에서 명백한 차이가 있다는 결론을 내릴 수 있습니다. 대규모 데이터 및 높은 동시성 시나리오의 경우 TiDB는 더 나은 수평 확장성과 더 높은 성능을 제공합니다. 소규모 데이터 및 낮은 동시성 시나리오의 경우 MySQL은 여전히 ​​안정적인 선택입니다. 실제 애플리케이션에서 개발자는 특정 요구 사항과 시나리오에 따라 적절한 데이터베이스 시스템을 선택해야 합니다.

참조:

1. "TiDB 문서." https://docs.pingcap.com/tidb/stable
2. "MySQL 문서." https://dev.mysql.com/doc /

위 내용은 데이터 저장과 컴퓨팅의 분리: MySQL과 TiDB의 비교의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!