aws 서비스 정리 | Aurora

Jihun Kim·2021년 12월 20일
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Aurora

Aurora의 DB cluster는 하나 이상의 DB 인스턴스 + 이 인스턴스의 데이터를 관리하는 클러스터 볼륨 으로 구성된다. 이 때, 클러스터 볼륨은 다중 가용 영역을 아우르는 가상 데이터베이스 스토리지 볼륨이다. 각 가용 영역에는 DB 클러스터 데이터의 사본이 있다.

Aurora DB 인스턴스 구성

  • 기본 DB 인스턴스(primary): Aurora DB 클러스터마다 기본 1개씩은 인스턴스를 가짐

    → 읽기 및 쓰기 작업을 지원

    → 클러스터 볼륨의 모든 데이터 수정

  • Aurora 복제본(replica): 여러개(다중 가용영역)

    → 읽기 작업만 지원함

  • Aurora 클러스터 볼륨: 다중 가용영역을 아우르는 가상 데이터베이스 스토리지 볼륨

Aurora의 DB 클러스터는 기본 DB 인스턴스와 Aurora 복제본으로 구성된다. 각 가용 영역(AZ a, AZ b, AZ c...)마다 primary instance에 대한 복제본인 replicas가 존재하며 이 복제본은 최대 15개까지 구성될 수 있다.

또한, 각 복제본은 서로 별도의 가용영역에 배치되어 “고가용성”을 확보할 수 있다. 복제본들은 기본 DB 인스턴스와 동일한 스토리지 볼륨에 연결되며 읽기 작업만 지원한다.

Aurora는 기본 DB 인스턴스를 사용할 수 없으면 자동으로 복제본으로 장애 조치를 하기 때문에 여러 복제본 중 장애 조치 우선 순위를 지정할 수 있다.

Aurora는 mysql 및 postgresql과 호환되는 완전 관리형 관계형 데이터베이스 엔진으로, 관리형 데이터베이스 서비스(amazon rds)의 일부이다.

→ rds와 aurora의 가장 큰 차이점은 ‘스토리지’임



특징

  • DB 사용 용량이 늘어나면 Aurora 클러스터 볼륨은 자동으로 확장되며 최대 128tebibytes(TiB)까지 증가할 수 있다.

    → TiB는 2의 40승 bytes에 해당한다.

    → 요금은 Aurora 클러스터 볼륨에서 사용한 공간에 대해서만 청구 된다.

  • Aurora는 주요 목표가 안정성과 고가용성인 데이터베이스를 구축할 목적으로 사용하는 것이 좋다.



MySQL과 Aurora의 스토리지 저장 방식 비교

  • mysql의 경우 자신의 EBS(Elastic Block Storage)로 데이터를 쌓고, 미러링 하여 replica로 데이터를 전송하며 이후 replica는 전송받은 데이터를 자신의 EBS에 저장함
  • aurora는 4/6쿼럼(write 4/6 쿼럼: 6개 중 4개의 스토리지에 write 성공해야 완료)을 사용해 스토리지를 저장하고 replica로 보내 해당 데이터를 공유한다. 이 덕분에, 네트워크 사용률이 적고 또한 데이터를 빠르게 저장하는 것이 가능함. 또한, 단일 스토리지가 아닌 샤드 스토리지를 사용함

→ aurora는 mysql을 기존 처리량 대비 5배, postgresql을 기존 처리량을 대비 최대 3배 제공할 수 있다고 한다.



기존의 Mysql은 아래와 같이 2대의 인스턴스가 Master-Slave 구조인 HA 구성이라면,
Aurora의 경우는 Cluster 구조로 Writer-Reader 구조이다.

그렇다면 DB 이중화 구성에 해당하는 Master-Slave는 어떤 것일지 궁금해서 찾아봤다.

DB 이중화 구성

Master & Slave

  • Master: Master는 등록/수정/삭제 쿼리 요청이 있을 때 binarylog를 생성해 slave로 전달한다.

  • Slave: Master의 정보를 복제해 놓는 역할을 하며, 읽기 쿼리 요청을 담당함

    → 쿼리 요청을 master와 slave가 분담하여 db 부하를 분산할 수 있음


둘의 관계를 보면, master는 전송된 데이터를 slave보다 먼저 저장하고 가지고 있으며
slave는 해당 데이터를 요청해 변경사항을 저장해 놓고, 요청이 있을시 클라이언트에 전달해 준다.

Master와 Slave는 다음과 같이 상호작용 한다.

  1. 클라이언트가 마스터 db에 데이터를 전송한다.
  2. 마스터는 받은 데이터를 binary log에 일단 기록하고 나중에 db에 업데이트를 한다.
  3. 이와 동시에 slave가 master로부터 최신 데이터를 요청한다.
  4. 마스터는 binary log에 적어 놓았던 최신 정보를
  5. slave로 전달한다.
  6. 그러면 slave는 최신 정보를 relay log에 기록해 두고
  7. 나중에 한 번에 db에 모든 변경사항을 저장한다.
  8. 다른 클라이언트가 마스터에 저장해둔 데이터를 요청하면
  9. slave는 미리 저장해서 동기화된 데이터를 클라이언트에 전달한다.

하지만, 데이터 쌓이는 양이 갑자기 늘어나게 되면 마스터가 슬레이브에게 데이터를 제 때 주지 못하게 될 수 있으며, 이 때 복제 지연이 발생할 수 있다.

→ 예를 들어 블프 때 주문 조회가 갑자기 늘어나게 되면 마스터는 계속해 데이터를 받게 되며 slave와 싱크가 맞지 않는 순간이 생길 수 있다.

그러면 slave에 데이터 요청이 들어오더라도 제대로 된 정보를 주지 못하게 될 수 있다(데이터 누락).

-> 이럴 때를 대비해 슬레이브에서 지연으로 데이터가 없으면, 마스터로 쿼리 하도록 만들어야 한다!



참고
1) 블로그
https://brunch.co.kr/@b30afb04c9f54dc/2
2) aws 공식문서
https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/AmazonRDS/latest/AuroraUserGuide/Aurora.Overview.StorageReliability.html

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