debezium

Pinterest의 차세대 DB 인 (새 탭에서 열림)

Pinterest는 기존의 파편화된 배치 기반 DB 적재 시스템을 개선하기 위해 Iceberg와 CDC(Change Data Capture) 기술을 결합한 통합 프레임워크를 구축했습니다. 이 시스템은 데이터 지연 시간을 24시간 이상에서 수 분 단위로 단축하고, 변경된 데이터만 처리하는 방식으로 인프라 비용을 획기적으로 절감했습니다. 이를 통해 분석, 머신러닝, 규정 준수 등 현대적인 데이터 요구사항에 기민하게 대응할 수 있는 고성능 데이터 생태계를 마련했습니다. ### 통합 CDC 프레임워크의 계층 구조 * **CDC 레이어**: Debezium 및 TiCDC를 활용해 MySQL, TiDB, KVStore의 변경 사항을 1초 미만의 지연 시간으로 포착하여 Kafka에 기록합니다. * **스트리밍 레이어**: Flink 작업이 Kafka의 이벤트를 실시간으로 처리하여 S3에 위치한 'CDC Iceberg 테이블'에 추가 전용(Append-only) 방식으로 저장합니다. * **배치 레이어**: Spark 작업이 주기적으로(15~60분) CDC 테이블의 최신 변경 사항을 읽어 `Merge Into` 구문을 통해 최종 'Base Iceberg 테이블'에 업서트(Upsert)를 수행합니다. * **부트스트랩 및 유지보수**: 초기 데이터 로드를 위한 전용 파이프라인과 소형 파일 압축(Compaction) 및 스냅샷 만료 관리를 위한 유지보수 작업을 포함합니다. ### CDC 테이블과 베이스 테이블의 이원화 관리 * **CDC 테이블**: 모든 변경 이력을 담은 시계열 원장으로, 5분 미만의 지연 시간을 유지하며 원천 데이터의 변경 로그를 보존합니다. * **베이스 테이블**: 온라인 DB의 현재 상태를 그대로 반영하는 스냅샷 테이블입니다. CDC 테이블로부터 최신 레코드를 추출하여 정합성을 맞춥니다. * **동기화 로직**: `ROW_NUMBER()` 함수를 활용해 기본 키(PK)별로 가장 최신 업데이트(최근 타임스탬프 및 GTID 기준)를 식별한 후, 삭제 유형은 제거하고 나머지는 업데이트 또는 삽입합니다. ### 성능 및 비용 최적화 전략 * **Merge-on-Read (MOR) 방식 채택**: Copy-on-Write(COW) 방식은 업데이트 시 대규모 파일을 다시 작성해야 하므로 스토리지와 계산 비용이 높습니다. Pinterest는 비용 효율성을 극대화하기 위해 MOR 방식을 표준 전략으로 선택했습니다. * **기본 키 해시 버킷팅(Bucketing)**: 베이스 테이블을 PK의 해시값(예: `bucket(100, id)`)으로 파티셔닝하여 Spark가 업서트 작업을 병렬로 효율적으로 처리할 수 있도록 설계했습니다. * **증분 처리 효율성**: 매일 전체 테이블을 덤프하던 방식에서 변경된 데이터(통상 5% 미만)만 처리하는 방식으로 전환하여 연산 리소스 낭비를 차단했습니다. 방대한 양의 데이터베이스를 데이터 레이크로 통합할 때는 Iceberg의 `Merge Into` 기능을 활용한 증분 업데이트가 필수적입니다. 특히 읽기 성능과 쓰기 비용 사이의 균형을 위해 MOR 전략을 사용하고, 쓰기 병목을 해소하기 위해 기본 키 기반의 버킷팅을 적용하는 것이 실무적으로 매우 효과적인 접근임을 보여줍니다.

복제의 재정의: 저지연 멀티테넌트 데이터 복제 플랫폼 구축기 (새 탭에서 열림)

데이터독(Datadog)은 모놀리식 포스트그레스(Postgres) 데이터베이스의 확장성 한계와 수동 데이터 파이프라인의 복잡성을 해결하기 위해 자동화된 관리형 데이터 복제 플랫폼을 구축했습니다. 이 플랫폼은 체계적인 변경 데이터 캡처(CDC)와 비동기 복제 방식을 통해 데이터 일관성을 유지하면서도 시스템 성능을 비약적으로 향상시켰습니다. 결과적으로 엔지니어링 팀은 인프라 관리의 부담에서 벗어나 안정적이고 낮은 지연 시간으로 대규모 데이터를 다양한 서비스 간에 자유롭게 이동시킬 수 있게 되었습니다. **포스트그레스의 확장성 한계와 데이터 재건축** * 서비스 초기에는 포스트그레스의 ACID 보장과 편의성이 유용했으나, 데이터량이 증가하면서 복잡한 조인 및 집계 쿼리의 응답 시간이 수 밀리초에서 수 초 단위로 급격히 악화되었습니다. * 특정 조직의 메트릭 요약 페이지에서 수십만 개의 행을 조인할 때 P90 지연 시간이 7초에 달했으며, 인덱스 팽창(Bloat)과 VACUUM 작업 부하로 인한 I/O 병목 현상이 발생했습니다. * OLTP 부하와 검색/필터링 부하를 분리하기 위해, 복제 과정에서 데이터를 비정규화(Denormalization)하여 전용 검색 플랫폼으로 전송하는 아키텍처로 전환했습니다. * 이러한 최적화를 통해 페이지 로드 시간을 최대 97% 단축(30초 → 1초)하고, 복제 지연 시간을 500ms 수준으로 유지하는 성과를 거두었습니다. **Temporal을 활용한 복제 파이프라인 프로비저닝 자동화** * Debezium, Kafka, Elasticsearch 등 다양한 기술 스택이 결합된 복제 파이프라인을 수동으로 구축하는 과정은 운영상 큰 부담이 되었습니다. * 포스트그레스의 `wal_level` 설정, 논리적 복제 슬롯 생성, 사용자 권한 관리, Kafka 토픽 매핑 등 반복적이고 오류가 잦은 단계를 Temporal 워크플로우를 통해 모듈화했습니다. * WAL(Write-Ahead Log) 보존 문제를 해결하기 위한 하트비트 테이블 설정부터 싱크 커넥터 배포까지의 모든 과정을 오케스트레이션하여 운영 탄력성을 높였습니다. * 자동화된 플랫폼 덕분에 개발자들은 인프라 설정 대신 혁신에 집중할 수 있게 되었으며, 멀티 테넌트 환경에서도 일관된 파이프라인 관리가 가능해졌습니다. **성능과 확장성을 위한 비동기 복제 전략** * 강한 일관성을 보장하는 동기 복제 대신, 대규모 고처리량 환경에 적합한 비동기 복제 방식을 채택했습니다. * 동기 복제는 네트워크 지연이나 복제본의 응답 상태가 기본 시스템의 성능에 직접적인 영향을 주지만, 비동기 방식은 애플리케이션의 쓰기 성능을 네트워크 지연으로부터 격리합니다. * 장애 발생 시 미세한 데이터 지연이 발생할 수 있는 트레이드오프가 있으나, 이는 확장성과 가용성을 우선시하는 데이터독의 분산 환경에 더 적합한 선택이었습니다. **결론 및 권장사항** 대규모 시스템에서 데이터베이스의 성능 저하를 방지하려면 OLTP와 읽기 전용 검색 워크로드를 분리하는 것이 필수적입니다. 이때 발생하는 복잡한 데이터 이동 문제는 Temporal과 같은 워크플로우 엔진으로 자동화하여 운영 비용을 낮추고, 비동기 복제 모델을 통해 시스템의 전체적인 처리량과 가용성을 확보하는 전략이 권장됩니다.