문서 데이터베이스란 무엇인가요?

문서 데이터베이스는 유연한 형식으로 데이터를 저장, 관리, 검색하는 NoSQL 데이터베이스의 한 유형입니다. 이러한 '문서'는 각각 고유한 구조를 가질 수 있습니다. 행과 열이 있는 엄격한 테이블을 사용하는 관계형 데이터베이스와는 다릅니다.

이러한 유연성 덕분에 문서 데이터베이스는 AI 생성 애플리케이션이나 센서 데이터와 같은 반정형 또는 비정형 데이터를 처리하는 데 이상적인 선택이 될 수 있습니다. 이러한 경우 기존 스키마는 너무 제한적입니다. 특히 콘텐츠 관리, 전자상거래, 실시간 분석과 같은 사용 사례에서 인기가 높습니다.

핵심 내용

문서 데이터베이스는 유연한 JSON과 유사한 '문서'에 데이터를 저장하는 NoSQL 데이터베이스의 한 유형입니다.

문서 데이터베이스는 다음과 같은 특징이 있습니다.

  • 유연한 데이터 모델: 각 문서에는 고유한 구조가 있을 수 있으며, 객체를 코드에 직접 매핑하는 개발자 친화적인 디자인
  • 수평 확장성: 수평 확장을 위해 설계된 문서 데이터베이스는 성장에 따라 쉽게 확장 가능
  • 풍부한 쿼리: 강력한 쿼리 언어로 복잡한 필터링, 정렬, 데이터 집계 가능
  • 다양한 사용 사례: 문서 데이터베이스는 비정형 또는 반정형 데이터에 적합하며 콘텐츠 관리 시스템, 사용자 프로필, 건강 기록, 전자상거래 제품 카탈로그 등 다양한 사용 사례 지원

문서 데이터베이스는 어떻게 작동하나요?

문서 데이터베이스를 스마트 디지털 자료실이라고 생각하면 됩니다. 데이터는 컬렉션(폴더)으로 그룹화되며, 각 컬렉션에는 고객 또는 제품과 같은 단일 항목에 대한 독립적인 문서(파일)가 포함됩니다.

엄격한 관계형 테이블과 달리 각 문서에는 고유한 구조가 있을 수 있습니다. 예를 들어 다른 모든 항목의 스키마를 변경하지 않고도 전자상거래 카탈로그의 단일 제품에 'sustainability_rating' 필드를 추가할 수 있습니다.

문서 1:

{

id: 1

product_name: “blue shirt”

product_category: “shirt”

qty: 76

sustainability_rating: “moderate”

}


문서 2:

{

id: 2

product_name: “green pants”

product_category: “pants”

qty: 44

}

문서 1:

{

id: 1

product_name: “blue shirt”

product_category: “shirt”

qty: 76

sustainability_rating: “moderate”

}


문서 2:

{

id: 2

product_name: “green pants”

product_category: “pants”

qty: 44

}

문서 데이터베이스는 AI 애플리케이션, 콘텐츠 관리, 전자상거래, 실시간 분석 등 유연성, 확장성, 빠른 개발이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

예를 들어 하나의 소셜 미디어 게시물에는 사용자 이름, 타임스탬프, '좋아요' 수와 같은 예측 가능한 필드인 반정형 데이터가 포함되어 있지만 구조는 유연합니다. 한 게시물에는 선택사항인 위치 태그가 포함될 수 있고, 다른 게시물에는 태그된 사용자 목록이 포함될 수 있습니다. 이와 함께 게시물에는 이미지나 동영상, 캡션의 자유 형식 텍스트, 일련의 사용자 댓글과 같은 비정형 데이터가 포함될 수 있습니다.

문서 데이터베이스는 정형화된 사용자 이름부터 비정형화된 이미지와 댓글에 이르기까지 이 모든 관련 정보를 하나의 일관된 '문서'에 함께 저장하도록 설계되었습니다. 따라서 개발자는 먼저 사전 정의된 엄격한 구조로 데이터를 강제할 필요 없이 실제 데이터로 매우 효율적으로 작업할 수 있습니다.

문서 데이터베이스의 주요 기능

문서 데이터베이스는 최신 개발 패턴과 데이터 효율성을 지원하도록 설계된 고유한 아키텍처 기능으로 차별화됩니다.

문서는 관계형 데이터베이스의 테이블과 유사하게 컬렉션으로 그룹화됩니다. 그러나 테이블과 달리 컬렉션은 모든 문서가 동일한 구조를 가질 필요가 없어 더 많은 유연성을 제공합니다. 예를 들어 고객의 이름과 이메일을 저장하지만 결제 수단은 다른 문서가 있다고 가정해 보겠습니다. 한 문서에는 신용카드 세부정보가 저장되어 있고 다른 문서에는 입출금 계좌의 은행 고유번호와 계좌 번호가 저장되어 있을 수 있습니다.

각 문서에는 고유한 구조가 있으며 정보가 추가됨에 따라 형식이 변경될 수도 있습니다. 다시 말해 값뿐만 아니라 데이터의 구조가 진화할 수 있습니다. 이는 테이블의 모든 행이 사전 정의된 동일한 열을 준수해야 하고 값만 변경되는 관계형 데이터베이스와 근본적으로 다릅니다. 동적 스키마는 특히 새로운 비즈니스 요구사항을 표현하는 단일 프롬프트가 데이터 모델의 변경사항을 반영할 수 있는 바이브 코딩에서 강력한 기능을 발휘합니다.

문서 데이터베이스를 사용하면 문서 필드 내에서 직접 쿼리할 수 있으며, 색인을 통해 빠른 쿼리가 가능합니다. 예를 들어 이메일로 사용자를 빠르게 찾거나 특정 가격 이상의 주문을 검색할 수 있습니다.

문서 데이터베이스는 다운타임이 거의 또는 전혀 없이 더 많은 서버나 클러스터를 원활하게 추가하여 쉽게 확장할 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 확장성 덕분에 데이터 요구사항이 증가하거나 예측할 수 없는 애플리케이션에 이상적입니다.

문서 데이터베이스의 주요 사용 사례

문서 데이터베이스는 유연성, 확장성, 속도가 필수적인 애플리케이션에 널리 채택되고 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 사용 사례입니다.

  • 콘텐츠 관리 시스템(CMS): 블로그 게시물부터 제품 설명에 이르기까지 다양한 콘텐츠를 관리하여 효율적인 콘텐츠 제공 및 업데이트 보장
  • 전자상거래 플랫폼: 복잡한 제품 카탈로그, 사용자 계정, 실시간 거래를 처리하는 고성능 온라인 스토어 지원
  • 실시간 분석: 대량의 데이터를 처리하고 분석하여 유용한 정보를 얻고 데이터를 기반으로 한 의사결정
  • 모바일 및 웹 애플리케이션: 기기 전반에서 원활한 사용자 경험을 제공하는 빠르고 반응성이 뛰어난 애플리케이션 빌드
  • 사물 인터넷(IoT): 방대한 양의 센서 데이터를 저장하고 분석하여 스마트 기기 및 시스템을 구동
  • 게임 개발: 플레이어 데이터, 게임 상태, 리더보드를 관리하여 몰입도 높은 게임 환경 조성
  • 의료 애플리케이션: 민감한 환자 정보를 안전하게 저장하고 관리하여 효율적이고 정확한 의료 서비스 제공
  • AI 기반 애플리케이션: 빠르게 진화하고 변화하는 AI 프롬프트에 발맞출 수 있는 데이터 모델로 AI 지원
  • AI 캐시: 언어 번역, 데이터 분류 등을 생성하는 AI 서비스의 결과를 캐싱하여 서빙 비용 절감

문서, 키-값, 관계형 데이터베이스 비교

문서 데이터베이스, 관계형 데이터베이스, 키-값 스토어는 모두 데이터를 관리하지만 구조, 유연성, 속도에 관해 서로 다른 우선순위를 가지고 있습니다.

기능

문서 데이터베이스

키-값 스토어

관계형 데이터베이스

데이터 형식

서식 있는 정형 문서

단순한 키-값 쌍

테이블 형식(행 및 열)

유연성

높음, 각 문서마다 다를 수 있음

높음, 행마다 열 수가 다를 수 있음

제한됨, 사전 정의된 스키마

쿼리

고급(중첩된 필드 포함)

최고의 성능을 위해 키 또는 보조 색인 사용

JOIN을 사용한 복잡한 고급 쿼리

권장

신속한 개발 및 진화하는 데이터 모델

단순한 데이터 구조와 빠른 조회

여러 테이블에 걸친 강력한 데이터 일관성 및 쿼리

기능

문서 데이터베이스

키-값 스토어

관계형 데이터베이스

데이터 형식

서식 있는 정형 문서

단순한 키-값 쌍

테이블 형식(행 및 열)

유연성

높음, 각 문서마다 다를 수 있음

높음, 행마다 열 수가 다를 수 있음

제한됨, 사전 정의된 스키마

쿼리

고급(중첩된 필드 포함)

최고의 성능을 위해 키 또는 보조 색인 사용

JOIN을 사용한 복잡한 고급 쿼리

권장

신속한 개발 및 진화하는 데이터 모델

단순한 데이터 구조와 빠른 조회

여러 테이블에 걸친 강력한 데이터 일관성 및 쿼리

문서 데이터베이스와 관계형 데이터베이스 비교

문서 데이터베이스는 데이터가 빠르게 진화하거나 다양한 형태를 취하는 전자상거래 플랫폼 또는 모바일 앱과 같은 동적 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 유연성이 뛰어나 다양한 소스의 데이터 세트나 서로 다른 스키마를 가진 데이터 세트에 적합합니다.

반면 관계형 데이터베이스는 일관성과 구조가 필수적인 금융 시스템이나 인벤토리 관리와 같은 기존 애플리케이션에 적합합니다. 예를 들어 금융 서비스에서는 엄격한 스키마를 유지하여 모든 고객 계정이 거버넌스에 필요한 동일한 데이터 유형을 사용하도록 보장합니다.

두 가지 중 선택 시 고려사항:

  • 구조: 관계형 데이터베이스는 엄격한 스키마를 적용하는 반면, 문서 데이터베이스는 각 레코드가 고유한 구조를 가질 수 있도록 허용합니다.
  • 관계: 관계형 데이터베이스는 JOIN 작업을 통해 테이블을 연결하는 반면, 문서 데이터베이스는 더 빠른 액세스를 위해 관련 데이터를 단일 문서 내에 포함하는 경우가 많습니다.
  • 확장성: 관계형 데이터베이스는 단일 서버에 더 많은 리소스를 추가하는 수직 확장이 더 쉽지만 수평 확장에는 복잡한 메커니즘이 필요합니다. 문서 데이터베이스는 여러 서버에 걸쳐 수평 확장되도록 빌드되었습니다.
  • 유연성: 문서 데이터베이스는 변화하는 데이터 모델에 쉽게 적응하지만, 관계형 데이터베이스는 스키마를 수정하는 데 상당한 노력이 필요합니다.

비디오 게임과 같은 대규모의 복잡한 애플리케이션은 문서 데이터베이스와 관계형 데이터베이스를 기반으로 빌드될 수 있으며, 각 데이터베이스는 데이터의 서로 다른 부분을 저장합니다.

문서 데이터베이스와 키-값 스토어 비교

문서 데이터베이스와 키-값 스토어는 모두 NoSQL 데이터베이스이지만 데이터를 처리하는 방식에 따라 서로 다른 목적을 수행합니다.

문서 데이터베이스: 문서 데이터베이스는 키-값 개념을 확장합니다. 문서에는 중첩된 데이터가 포함될 수 있으며, 문서 데이터베이스는 이 데이터의 색인을 생성하여 중첩된 데이터 값에 대한 성능이 우수한 쿼리를 가능하게 하는 더 많은 유연성을 제공합니다. 이러한 구조를 통해 문서 데이터베이스는 다양한 데이터 세트를 관리하고 고급 쿼리를 지원할 수 있습니다.

키-값 스토어: 이러한 데이터베이스는 키와 값의 단순한 구조를 사용합니다. 각 키는 고유하며 해당 값으로 직접 연결됩니다. 이러한 단순성 덕분에 키-값 스토어는 조회가 매우 빠르지만 정교한 쿼리 언어를 사용하지 않기 때문에 복잡하거나 계층적인 데이터를 처리하는 데는 적합하지 않습니다.

각각의 사용 시점:

  • 빠른 조회가 필수적인 사용자 세션 관리 또는 캐싱과 같은 간단한 데이터 구조에는 키-값 스토어를 선택하세요.
  • 제품 카탈로그 또는 사용자 프로필 관리와 같이 복잡하고 진화하는 데이터 구조를 가진 애플리케이션에 문서 데이터베이스를 선택하세요.

문서 데이터베이스 FAQ

Firestore는 Google Cloud의 완전 관리형 서버리스 문서 데이터베이스입니다. 유연한 문서에 데이터를 저장할 수 있으며 다른 Google Cloud 서비스와 원활하게 통합되어 강력하고 확장 가능한 솔루션을 제공합니다.

차이점은 구조와 유연성에 있습니다. Cloud SQL 또는 Cloud Spanner와 같은 SQL 데이터베이스는 행과 열이 있는 엄격한 테이블을 사용합니다. Firestore와 같은 문서 데이터베이스는 유연한 JSON과 유사한 문서에 데이터를 저장하므로 스키마를 깨지 않고도 구조를 개발할 수 있습니다.

문서 데이터베이스 사용의 이점

문서 데이터베이스는 최신 데이터 요구사항을 처리하는 데 강력한 도구입니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.

유연성

동적 스키마 덕분에 문서 데이터베이스는 데이터 모델이 자주 변경되는 애플리케이션에 유용합니다.

성능

기본 제공 색인 생성 및 효율적인 데이터 액세스 패턴 덕분에 문서 데이터베이스는 대규모 또는 복잡한 데이터 세트를 처리할 때도 빠릅니다.

확장성

수평 확장을 사용하면 데이터가 증가함에 따라 서버를 추가하여 성장하는 애플리케이션에 일관된 성능을 보장할 수 있습니다. 문서 데이터베이스는 각 노드에 컴퓨팅 성능을 추가하여 수직으로 확장할 수도 있습니다.

개발자 환경

개발자에게 익숙한 문법을 사용하여 JSON 문서를 데이터베이스 내의 객체에 매핑할 수 있습니다. 코드 내에서 직접 문서를 업데이트합니다.

데이터 다기능성

문서 데이터베이스는 비정형 및 반정형 정보와 이미지, 동영상과 같은 파일과 연결된 메타데이터를 포함한 다양한 데이터 유형을 저장, 관리, 쿼리하는 데 탁월합니다.

문서 데이터베이스 요구사항에 맞는 Firestore 선택

Firestore는 데이터베이스 관리의 복잡성을 줄여주는 완전 관리형 문서 데이터베이스입니다. 이를 통해 Google Cloud의 모든 기능과 전 세계적으로 확장 가능한 플랫폼을 활용할 수 있습니다.

소규모 앱을 빌드하든 글로벌 플랫폼을 확장하든 Firestore의 기능은 유연성과 성능을 유지하면서 더 빠르게 작업할 수 있도록 설계되었습니다.

  • 서버리스 아키텍처: Firestore는 서버리스이므로 설정하거나 관리할 인프라가 없습니다. 동시 연결이 0개에서 수백만 개에 이르기까지 데이터 부하를 처리하기 위해 자동으로 확장됩니다.
  • Google Cloud 서비스 통합: Cloud Functions, Cloud Run, BigQuery와 같은 다른 Google Cloud 서비스와 쉽게 연결할 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 구성 없이도 강력한 데이터 처리 및 분석 파이프라인을 구축할 수 있습니다.
  • MongoDB 호환성: MongoDB 드라이버, 도구, 코드를 사용하여 Firestore에 직접 연결합니다. 따라서 기존 애플리케이션을 마이그레이션하거나 익숙한 패턴으로 새 프로젝트를 시작하는 것이 매우 간단합니다.
  • 실시간 업데이트: 플랫폼에 직접 빌드된 실시간 데이터 동기화를 통해 사용자를 계속 연결합니다.
  • 전역 확장성: Firestore의 수평 확장 기능을 통해 성장에 손쉽게 대응하고 전 세계 사용자에게 짧은 지연 시간으로 액세스할 수 있도록 보장합니다.
  • 개발자 친화적: 인프라나 유지보수에 대한 걱정 없이 혁신적인 기능을 만드는 데 집중할 수 있습니다. Firestore의 완전 관리형 서비스가 번거로운 작업을 처리해 줍니다.
  • 낮은 사용량에 대한 무료 등급: Firestore는 넉넉한 무료 등급을 제공하므로 선불 비용 없이 성장함에 따라 확장하려는 스타트업이나 소규모 프로젝트에 적합합니다.

Google Cloud 및 Firebase의 일부인 Firestore는 Firebase 인증, BigQuery 및 기타 여러 서비스와의 간단한 통합을 통해 애플리케이션을 지원합니다. 실시간 공동작업 도구부터 모바일 앱, 엔터프라이즈 플랫폼에 이르기까지 Firestore는 성공에 필요한 도구를 제공합니다.

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추가 리소스

  • 관계형 데이터베이스란 무엇인가요?: 관계형 데이터베이스의 기초를 알아보고, 행과 열로 데이터를 구조화하는 방법과 strong consistency를 위해 언제 사용해야 하는지 알아봅니다.
  • NoSQL 데이터베이스란 무엇인가요?: 키-값, 문서, 와이드 컬럼 스토어와 같은 다양한 유형의 NoSQL 데이터베이스를 살펴보고 비정형 데이터를 처리하는 방법을 알아보세요.
  • Firestore 시작하기: 이 가이드에 따라 첫 번째 Firestore 데이터베이스를 설정하고, 데이터를 추가하고, Google Cloud에서 확장 가능한 애플리케이션을 빌드하세요.

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