postgreSQL의 Tablespace 에 대한 이해

시스템엔지니어 일을 하면서 종종 DB를 접하게 된다.

IT바닥에 뛰어 든 초기에 개발과 DB를 접하고 특히나 Ingres라는 RDBMS를 제법 깊게 공부했던지라 DB와 SQL에 대해서는 일반적인 엔지니어들 보다 이해도가 높다. 덕분에 이런 저런 시스템SW와 보안솔루션들이 DB를 사용할 때 빠르게 구조를 이해하고 감사로그나 수집된 데이터에 대해 직접 DB에 접속하여 SQL을 통해 분석하고 레포팅할 수 있다.

DB와 DBMS

프로세스와 프로세서를 정확하게 개념적으로 구별하지 못하는 엔지니어가 많듯… db와 dbms를 구별하지 못하는 엔지니어도 많은게 현실이다. DB는 DBMS에 의해 저장된 데이터 객체 중 가장 큰 객체를 의미한다. DBMS는 사용자 프로세스와 DB 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 프로세스와 메모리의 집합체다.

DB(Database)에는 다양한 데이터 객체들이 존재한다. 그리고 DB는 아래의 객체들이 저장되어 있는 파일의 집합체다. (때론 파일이 아닌 Raw Device 인 경우도 있다.)

이 포스트에서는 학문적인 관점에서의 추상적인 객체 개념이 아닌 실제 상용으로 사용되는 DB의 물리적인 객체에 대해 설명하므로 참고하길 바란다.

1. 시스템카달로그 (System Catalog)

DB의 기본적인 설정 값들이 저장되어 있는 시스템카다로그(테이블의 일종)에는 DB의 경로와 DB사용자 정보와 접근권한 그리고 데이터가 저장되는 테이블에 대한 속성과 인덱스에 대한 정보 등 DBMS가 데이터를 저장하고 조회하고 관리하는데 필요한 핵심적인 데이터가 저장된다.

2. 테이블(Table)

실제 데이터가 저장되는 객체가 테이블이다. 테이블은 컬럼(Column)과 행(row)로 이루어져 있는 표와 같다고 생각하면 된다. DBMS는 SQL(Standard Query Language)이라는 언어로 사용자 프로세스와 대화하며 테이블 이름과 컬럼 이름을 기준으로 DB에서 데이터를 조회하고 삽입하고 수정하고 삭제한다.

3. 인덱스(Index)

테이블에는 사용자프로세스에서 입력하는 순서대로 행(로우)가 순차적으로 증가한다. 엑셀과 같은 표문서에서 데이터를 저장하면서 행이 증가하는 것과 같다. 따라서 검색시에 특정 행을 찾기 위해서는 첫번째 행부터 표 전체를 검색해야 한다. 당연히 검색 속도가 느릴 수 밖에 없다. 이러한 검색 속도 문제를 해결하기 위해 검색 조건에 많이 사용되는 컬럼, 즉 사람이라면 주민번호, 전화번호, 이름 등의 컬럼을 내림차순, 올림차순에 따라 정리해 놓은 검색을 위한 표가 바로 인덱스다.

인덱스가 많을 수록 좋을 것 같지만 데이터가 추가(insert) 될 때 인덱스도 함께 생성하고 경우에 따라서는 정리도 해주어야 하기 때문에 인덱스의 생성은 신중해야 한다. 테이블 생성 시 Primary Key를 지정하는 경우가 많은데 이또한 인덱스의 일종이다.

4. 뷰(View)

뷰는 실제로 데이터가 저장되지 않는 논리적인 테이블이다. 두개의 테이블에 모두 존재하는 데이터를 별도의 테이블로 만들고 싶을 때 View를 생성하면 된다. View는 SQL의 select 문을 이용해 정의되어 시스템카다로그에 저장된다. 뷰도 논리적으로는 테이블이기 때문에 테이블의 이름과 뷰의 이름이 중복될 수 없다.

4. 프로시저(Procedure)

트리거 혹은 DBMS 자체에서 지원하는 4GL언어 (예를 들면 PL/SQL 혹은 T-SQL) 또는 사용자프로세스에서 호출할 수 있는 일종의 사용자 정의 함수다. DBMS 자체에서 지원하는 4GL 언어 또는 C언어 등의 언어와 SQL이 혼합되어 작성되며 시스템카달로그에 저장된다. 대부분 여러 사용자 프로세스 혹은 트리거에서 많이 사용되는 절차를 프로시저로 정의해 놓고 호출하여 사용한다. DBMS에 의해 관리되기 때문에 미리 컴파일(Pre-Compile)되어 있고 개발언어 독립적이라는 장점이 있다.

5. 트리거(Trigger)

쉽게 이해하기 위해서는 트리거를 일종의 이벤트 라고 생각하면 된다. 즉 “특정 테이블에 특정 값이 입력될 때 어떤 프로시저를 호출해라”와 같이 이벤트와 처리루틴을 정의하는 것을 말한다. 사용자 프로세스에서 모든 처리를 수행할 수 있으나 여러 사용자 프로세스에서 공통으로 처리해야 하는 프로시저 중에서 “이벤트”기반으로 처리해야할 내용들을 트리거로 지정하는 경우가 많다.

DB의 가장 대표적인 객체 5가지의 개념에 대해 살펴보았다.

다음은 DBMS다. DBMS는 Database Management System이다. 우리말로 쓰자면 데이터베이스 관리 시스템이다. 예전에 DBMS 기술지원 일을 할 때는 DB와 DBMS를 엄격히 분리하여야 했지만 보안이나 시스템소프트웨어 관련 일을 하면서 궂이 분리해야할 필요를 느끼지는 못한다. DB와 DBMS가 운영체제보다도 더 전문적인 지식을 필요하다보니 특히나 보안 분야에서 일하는 분들은 이 둘을 구별해야할 필요를 전혀 느끼지 못하고 있다.

DBMS 중에서 가장 많이 쓰이는 Oracle이나 MySQL , MS-SQL 그리고 PostgreSQL은 기본적으로 RDBMS다. 여기서 R은 Relational(관계형)를 의미한다. 즉, 테이블에 저장되는 데이터들이 관계를 맺고 있고 이 관계에 따라 가공되고 표현됨을 의미한다. 이 관계형에 대한 설명은 다음을 참고하면 좋다. (커드의 12가지 규칙)

모든 DBMS는 접속관리자(Connection Manager),SQL 파서(Parser), 쿼리 옵티마이저(Query Optimizer), 트랜잭션 관리자(Transaction Manager), DB관리자(Database Manager) 등으로 불리는 프로세스들로 구성된다. 제품에 따라 개수는 다르지만 하나의 프로세스로 구성되어 동작하지 않고 여러개로 분리되어 각각의 역할을 수행하도록 만들어져 있다.

여기까지는 DB와 DBMS에 대한 기본적인 이해를 위한 내용이었고 이제 본론인 Tablespace로 넘어간다.

PostgreSQL에서의 Tablespace (테이블스페이스)

Tablespace는 일부 DB에서 등장하는 개념이다. 오라클과 PostgreSQL에서만 사용되고 MySQL과 MS-SQL 같은 DBMS에서는 언급조차 되지 않는 개념이다.

하지만 PostgreSQL에서 DB는 PGDATA라는 환경변수에 지정된 디렉토리를 통째로 DB로 사용한다. 그리고 그 하위에 테이블이 파일로 생성된다. 즉 테이블스페이스를 따로 생성하지 않아도 DB에 사용자 테이블을 만들 수 있다. 기본적으로 DB로 지정된 디렉토리 전체가 하나의 기본 테이블스페이스로 인식되는 것이다.

PostgreSQL 공식사이트에서는 다음과 같이 테이블스페이스를 정의하고 있다.

포스트그레스-큐엘에서 테이블스페이스는 DB관리자에 의해 데이터베이스의 객체가 저장될 수 있는 파일시스템의 경로로 정의된다. 테이블스페이스가 생성되면 데이터베이스 객체에 객체를 생성할 때 이름에 의해서 테이블스페이스가 참조될 수 있다.

포스트그레스-큐엘이 설치될 때 디스크레이아웃에 따라 관리자가 생성할 수 있는데 두가지 관점에서 매우 유용하다. 첫번째는 DB가 생성된 볼륨 또는 파티션에 여유공간이 부족할 때 테이블스페이스를 다른 파티션이나 디스크에 생성하여 시스템을 재구성할 때까지 DB를 확장할 수 있다. 또 다른 하나는 데이터베이스 객체의 성능 최적화를 위해 사용할 수 있다는 것이다. 예를 들어 매우 사용량이 많으면서 자주 업데이트 되는 인덱스를 위해 고성능 SSD를 장착하고테이블스페이스를 생성하여 인덱스를 SSD에 생성하여 성능을 개선하는데 사용될 수 있다.

만약 물리적으로 다른 경로를 DB에 사용하고자 할 때 테이블스페이스로 지정하여 DB를 확장할 수 있다. 테이블 스페이스는 다음과 같은 DDL 문으로 생성할 수 있으며 해당 테이블스페이스에 태이블을 생성할 수 있다.

CREATE TABLESPACE fastspace LOCATION ‘/ssd/mydb2/data’;

CREATE TABLE emp(empno int, name varchr(12)) TABLESPACE fastspace;

DB에 생성되어 있는 테이블스페이스의 정보를 확인하고 싶을 때는 다음의 SQL 문으로 생성되어 있는 테이블스페이스 정보를 확인할 수 있다.

SELECT * FROM pg_tablespace;