그래프 기반 NoSQL 데이터베이스(일반적으로 그래프 데이터베이스 또는 GDB라고 함)는 데이터를 노드와 에지로 구성하며 데이터 포인트 간의 관계를 나타내고 쿼리하도록 설계되었습니다.
정형 테이블을 사용하는 기존 관계형 데이터베이스와 달리 그래프 데이터베이스는 데이터 포인트 간의 관계를 포착하는 방식으로 데이터를 구성합니다. 이 구조는 소셜 네트워크의 사람들, 공급망의 제품, 금융 사기 조직의 거래 등 일부 실제 네트워크를 반영하므로 그래프 데이터베이스는 연결을 분석하는 데 특히 강력한 기능을 제공합니다. 물론 모든 데이터가 이러한 형태를 취하는 것은 아니지만 관계가 중심이 되는 경우 그래프 데이터베이스를 사용하면 분석이 더 쉬워지고 의미 있는 연결을 발견할 수 있습니다.
그래프 데이터베이스는 노드와 에지의 그래프 구조를 사용하여 항목과 연결을 나타내고 관계를 모델링하고 쿼리하도록 특별히 빌드된 NoSQL 데이터베이스의 한 유형입니다. 주요 기능과 이점을 간략하게 살펴보겠습니다.
그래프는 항목 간의 관계를 모델링하는 데이터 모델입니다. 두 가지 핵심 구성요소로 이루어져 있습니다.
그래프 데이터베이스는 거대한 점 잇기 퍼즐과 같습니다. 정보를 개별 점(노드)으로 저장하고 선(에지)을 사용하여 점들이 어떻게 관련되어 있는지 직접 보여주고 저장합니다.
그래프 데이터베이스의 유연성 덕분에 계층 구조(예: 가계도 또는 조직도)부터 클러스터링된 네트워크(예:전자상거래 제품 추천), 소셜 네트워크 내 영향력 있는 노드 식별에 이르기까지 다양한 연결을 표현할 수 있습니다.
특수 알고리즘을 통해 인사이트 그래프를 다음과 같이 개선할 수 있습니다.
이러한 알고리즘을 활용하여 그래프 데이터베이스는 복잡한 관계를 실행 가능한 전략으로 전환하는 데 도움이 됩니다.
관계형 데이터베이스는 데이터를 정형 테이블로 구성하는 반면, 그래프 데이터베이스는 관계에 중점을 둡니다. 다음은 몇 가지 주요 차이점입니다.
기능 | 관계형 데이터베이스 | 그래프 데이터베이스 |
데이터 구조 | 사전 정의된 속성이 있는 엄격한 스키마에서 행과 열을 사용합니다. 새로운 관계를 추가하려면 재구성이 필요합니다. | 데이터를 노드와 에지로 모델링하여 사전 정의된 스키마 없이도 유연한 관계를 설정할 수 있습니다. |
쿼리 효율성 | 관계 수가 증가함에 따라 느리고 복잡해질 수 있는 JOIN 작업을 사용하여 테이블을 연결합니다. | 에지를 직접 순회하여 관계 중심 쿼리에 더 빠르고 직관적으로 대응합니다. |
쿼리 언어 | 구조화된 쿼리 언어(SQL) 및 파생 언어 | Graph Query Language(GQL), Cypher, Gremlin |
사용 사례 | 금융 시스템 또는 인벤토리 관리와 같이 구조화되고 예측 가능한 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. | 소셜 네트워크, 사기 감지, 경로 최적화 등 관계가 핵심인 애플리케이션에 적합합니다. |
기능
관계형 데이터베이스
그래프 데이터베이스
데이터 구조
사전 정의된 속성이 있는 엄격한 스키마에서 행과 열을 사용합니다. 새로운 관계를 추가하려면 재구성이 필요합니다.
데이터를 노드와 에지로 모델링하여 사전 정의된 스키마 없이도 유연한 관계를 설정할 수 있습니다.
쿼리 효율성
관계 수가 증가함에 따라 느리고 복잡해질 수 있는 JOIN 작업을 사용하여 테이블을 연결합니다.
에지를 직접 순회하여 관계 중심 쿼리에 더 빠르고 직관적으로 대응합니다.
쿼리 언어
구조화된 쿼리 언어(SQL) 및 파생 언어
Graph Query Language(GQL), Cypher, Gremlin
사용 사례
금융 시스템 또는 인벤토리 관리와 같이 구조화되고 예측 가능한 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다.
소셜 네트워크, 사기 감지, 경로 최적화 등 관계가 핵심인 애플리케이션에 적합합니다.
그래프 데이터베이스는 일반적으로 데이터 포인트 간의 관계를 이해하는 것이 필수적인 애플리케이션에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 주요 사용 사례는 다음과 같습니다.
그래프 데이터베이스는 친구 추천, 인플루언서 식별, 커뮤니티 감지와 같은 기능을 지원합니다. 소셜 그래프와 사용자, 게시물, 상호작용 간의 연결을 분석하여 플랫폼은 맞춤형 경험을 제공하고 핵심 인사이트를 발견할 수 있습니다.
금융 및 전자상거래 분야에서는 그래프 데이터베이스를 사용하여 거래, 계정, 기기를 매핑하여 사기 패턴을 감지할 수 있습니다. IP 주소나 신용카드 세부정보를 공유하는 계정과 같이 숨겨진 연결고리를 찾아내는 데 탁월합니다. 노드가 알려진 사기 노드와 고도로 연결되어 있으면 의심을 불러일으킵니다.
운송 및 물류 회사는 그래프 데이터베이스를 사용하여 배송 경로를 최적화합니다. 노드(위치)와 에지(경로)를 분석하여 이동 시간을 최소화하고 비용을 절감하며 효율성을 개선할 수 있습니다.
전자상거래 소매업체의 경우 그래프 데이터베이스를 사용하면 사용자가 상호작용한 제품(구매, 조회, 평가)과 이러한 상호작용을 기반으로 한 유사한 제품 또는 사용자를 연결하여 맞춤화된 추천을 개선할 수 있습니다.
여러 그래프 데이터베이스 공급업체가 있으며, 각 공급업체의 제품은 특정 그래프 사용 사례에 적합한 다양한 기능을 제공합니다.
전용 그래프 데이터베이스 공급업체와 함께 기존 데이터베이스용 그래프 확장 프로그램도 사용할 수 있습니다. 예를 들어 Spanner Graph는 전역 규모의 Spanner 관계형 데이터베이스를 기반으로 빌드된 Google Cloud의 그래프 데이터베이스 제품입니다. strong consistency, 수평 확장성, 멀티 리전 배포를 결합합니다.
Neo4j는 Google Cloud에서 사용할 수 있는 목적에 맞게 빌드된 그래프 데이터베이스로, 최단 경로 계산 및 커뮤니티 감지와 같은 복잡한 쿼리에 대해 높은 성능을 제공합니다. 그래프에 최적화된 쿼리 언어를 사용하며 실행 가능한 인사이트를 위한 관계 시각화에 적합합니다.
AWS Neptune은 Amazon Web Services의 그래프 데이터베이스 서비스입니다. 속성 그래프 및 RDF 그래프와 같은 인기 있는 그래프 모델을 지원합니다.
Enterprise Knowledge Graph(EKG)는 데이터베이스 자체는 아니지만 그래프 원리를 사용하여 다양한 소스의 단편화된 엔터프라이즈 데이터를 통합, 표준화, 조정하는 Google Cloud의 솔루션입니다. 조직의 지식에 대한 통합되고 의미적으로 풍부한 그래프 모델을 만드는 데 도움이 되며, 이 모델은 고급 AI 애플리케이션, 컨텍스트 검색, 고객 또는 제품과 같은 항목의 완전한 360도 뷰를 지원하는 데 사용할 수 있습니다.
Google Cloud의 Spanner 데이터베이스는 Spanner Graph를 통해 관계형 기능과 그래프 기능을 결합하여 전역 일관성, 수평적 확장성, 유연성을 제공하여 하나의 통합 환경에서 그래프와 관계형 데이터를 관리할 수 있으므로 다양한 대규모 배포에 적합합니다.
필요에 따라 다양한 유형의 그래프 데이터베이스를 도입할 수 있습니다. Neo4j 또는 AWS Neptune과 같은 전용 솔루션은 그래프 기반 작업에만 집중하는 반면, Spanner Graph와 같은 멀티 모델 데이터베이스는 하나의 시스템 내에서 관계형 모델과 그래프 모델을 결합하여 다양한 데이터 요구사항에 대한 유연성을 제공합니다.
노드는 사람, 제품, 위치와 같은 개별 항목을 나타냅니다. 에지는 이러한 노드 간의 연결 또는 관계(예: 우정, 구매, 두 위치 간의 경로)입니다.
데이터 자체만큼 데이터 간의 관계가 중요한 경우 그래프 데이터베이스를 사용하는 것이 유용할 수 있습니다. 그래프 데이터베이스는 복잡한 연결을 분석해야 하는 소셜 네트워크, 추천 엔진, 사기 감지 등의 사용 사례에서 훨씬 빠르고 직관적입니다.
많은 최신 애플리케이션의 경우 둘 다 필요할 수 있습니다. PostgreSQL 또는 MySQL과 같은 관계형 데이터베이스를 데이터 아키텍처의 견고한 기반이라고 생각하면 됩니다. 고객, 제품, 거래 등 비즈니스의 핵심 정보를 강력한 데이터 무결성으로 저장할 수 있는 매우 신뢰할 수 있는 도구입니다.
사실 간의 복잡하고 변화하는 관계를 이해해야 하는 경우 그래프 데이터베이스가 유용합니다. 이 데이터베이스는 '이 마케팅 캠페인의 영향을 받은 고객은 누구인가?'와 같이 관계형 데이터베이스에서 처리하기 더 번거로운 연결에 관한 질문에 답하도록 설계되었습니다.
두 데이터베이스는 강력한 파트너십을 형성할 수 있습니다. 관계형 데이터베이스는 '무엇'(고객, 제품)을 저장하는 반면 그래프 데이터베이스는 '어떻게'(해당 고객이 다른 고객 및 제품과 어떻게 연결되어 있는지)를 탐색합니다.
그래프 데이터베이스는 고도로 연결된 데이터를 처리하도록 설계되었으며, 관계 중심 애플리케이션에 필수적인 이점을 제공합니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.
연결된 데이터에 대한 쿼리 속도 향상
그래프 데이터베이스는 비용이 많이 드는 JOIN 연산에 의존하는 대신 에지를 직접 순회하여 최단 경로를 찾거나 클러스터를 감지하는 등 관계가 많은 쿼리에 대해 더 빠르고 효율적인 성능을 제공합니다.
성장하는 네트워크를 위한 확장성
그래프 데이터베이스는 대규모의 진화하는 데이터 세트를 원활하게 처리하므로 소셜 미디어, 금융, 통신 등 동적 데이터 모델을 사용하는 업계에 이상적입니다.
데이터 구조의 유연성
스키마가 없는 설계 덕분에 그래프 데이터베이스를 사용하면 상당한 재구성을 요구하지 않고도 노드와 에지를 쉽게 추가하거나 변경할 수 있습니다. 이러한 유연성은 데이터 관계의 특성이 자주 변경되는 시나리오를 지원합니다.
특화된 분석 및 인사이트
그래프 데이터베이스는 커뮤니티 감지 및 링크 분석 알고리즘과 같은 고급 알고리즘을 지원하여 복잡한 관계에서 실행 가능한 인사이트를 추출합니다. 이러한 기능은 숨겨진 패턴을 발견하고 데이터 기반 의사 결정을 내리는 데 매우 유용합니다.
직관적인 관계 모델링
그래프 데이터베이스는 노드와 에지를 사용하여 실제 관계를 반영하므로 소셜 상호작용, 공급망, 추천 시스템과 같은 복잡한 네트워크를 더 쉽게 표현하고 분석할 수 있습니다.
향상된 컨텍스트 인지
그래프 데이터베이스는 데이터뿐만 아니라 관계의 의미와 유형도 저장하므로 시스템(특히 AI)이 데이터를 더 깊이 이해할 수 있습니다. 이는 정확한 컨텍스트 검색과 검증 가능한 사실에 AI 모델을 그라운딩하는 등의 작업에 매우 중요할 수 있습니다.
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