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빅데이터 시대, 진화하는 DBMS- I
2008년 이후 연평균 9.7%씩 꾸준히 성장해 온 국내 DB 시장은 지난해 그 규모가 국내총생산(GDP) 성장률인 3.7%의 세 배 수준인 10조 4,374억원으로 성장했다. DB 업계에서는 모바일 컴퓨팅과 SNS, 클라우드 컴퓨팅 확산으로 인해 기업이 관리해야 할 데이터가 증가했고, 빅데이터의 부상이 DB 솔루션, 특히 데이터베이스 관리 시스템 시장의 활성화를 가져왔다.   

이처럼 데이터의 볼륨의 증가는 기업의 핵심 IT 인프라로서DBMS 시장을 견인하는 성장 요인으로 작용하고 있으며, 빅데이터 분석을 포함한 기업 인텔리전스 구현과 업무 특성별로 적용되는 DB 종류의 다양화 그리고 인메모리와 같은 DB 관리 기술들의 등장으로 데이터베이스 관리 시스템 시장은 지속적으로 성장하고 있다. 

이번 엔코아 리포트에서는 최근 데이터베이스 관리 시스템 트렌드 및 시장 동향에 대해 총 2회로 나누어 자세히 제시하고자 한다. 

1. 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)이란?
IT시장 전문 분석 기업 가트너(Gartner)가 최근 발표한 전 세계 IT 투자 전망 보고서에 따르면, 올해 IT 투자는 지난해보다 3.2% 늘어난 3조 8000억 달러로 전망됐다. 이 가운데 우리나라가 속한 아태 지역은 지난해보다 4.4% 늘어난 7590억 달러로 예상됐다. 전 세계적으로 상황이 호전되면서 기업 성장을 지원하는 IT 투자를 다시 확대하고 있다는 분석이다.

부문별로 살펴보면 기업용 소프트웨어 시장이 3,200억 달러로, 전년 대비 6.9%로 가장 높은 성장세를 보일 전망이며, 고객관계관리(CRM), 데이터베이스관리시스템(DBMS), 데이터 통합, 데이터 품질 관련 솔루션에 수요가 많이 늘어날 것으로 가트너는 예상했다. 특히 데이터 관리 부분에 투자가 집중되면서 올해 DBMS 시장은 운영 체제를 제치고 기업용 소프트웨어 시장 내 최대 부문을 올라설 것으로 전망했다. 

그러나 최근 가트너가 2014년 전세계 IT 지출 성장률 전망을 기존의 3.2%에서 2.1%로 하향 조정했다. 이처럼 전망치가 하향 조정된 이유는 경쟁 격화에 다른 가격 하락 압박과 제품 차별화 부족 등으로 디바이스, 데이터센터 시스템, IT 서비스 부분의 성장 둔화가 예상되기 때문이다. 
 
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한편 2014년 각 부문별 전체 IT 시장내 비중은 디바이스 18.3%, 데이터센터 시스템 3.8%, 기업용 SW 8.6%, IT 서비스 25.8%, 통신 서비스 44% 였으며 2018년까지 가격과 구매 행태가 새로운 균형점에 도달하면서 성장률은 정상 수준으로 회복될 것으로 기대했다. 하향 조정된 보고서에도 여전히 기업용 SW 시장은 데이터베이스 기술, 데이터 관리 기술에 대한 관심 증대에 힘입어 중요한 비중을 차지할 것으로 예상됐다. 

데이터베이스 관리 시스템(Database Management System: 이하DBMS)이란 파일 시스템에서 야기되는 데이터의 종속성과 중복성의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 제안된 소프트웨어 시스템으로서 응용 프로그램과 데이터의 중재자 역할을 한다. 사용자와DB사이에 위치하여 DB를 관리하고 사용자의 요구에 따라 DB의 연산을 수행해 정보를 생성해 주는 것이다. 

즉DB의 구성, 접근 방법, 관리 유지에 대한 모든 책임을 지고 있다는 것을 의미하며, DBMS을 이용하는 응용 프로그램은 DB 전체의 생성, 접근 방법, 조작 절차, 보안, 물리적 구조 등에 대해서 자세히 관련할 필요 없이 원하는 데이터와 처리 작업을 DBMS에 요구하면 된다.

여기서 DBMS라 하면 응용프로그램과 데이터의 중간 단계의 역할을 수행하는 중재자로서 모든 응용 프로그램들이 DB를 공유할 수 있게 관리해 주는 소프트웨어 시스템으로 정의할 수 있다. 이러한 시스템 하에서 DB를 이용하려는 응용 프로그램들은 DBMS를 통해서만 이용이 가능하다.

DBMS는 사용자에게 데이터에 대한 추상화된 뷰(abstract view)를 제공하고 데이터가 어떻게 구상되는지, 어떻게 유지, 관리되는지에 대한 자세한 것을 몰라도 사용자가 DB 시스템을 쉽게 사용할 수 있도록 시스템 자체가 내부의 자세한 사항을 사용자에게 숨기는 역할 (data hiding)을 한다.

지능적이고 고급 DBMS일수록 사용자로 하여금 DB 시스템 내부에 대해 자세히 알 필요 없이 편리한 방법으로 데이터 요구를 표현할 수 있게 한다. 따라서 DBMS는 정보 시스템의 소프트웨어나 하드웨어의 세세한 것으로부터 사용자를 독립시켜 주는 기능도 수행한다. 

2. DBMS의 기능 
일반적으로DBMS는 DB 구조를 정의할 수 있는 정의 기능과 데이터 조작어로 DB를 조작할 수 있는 조작 기능 그리고 DB 내용의 정확성과 안정성을 유지할 수 있는 제어 기능 등 주요 필수 기능을 제공하며 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 
1) 데이터 정의 기능
DBMS는 원시 형태의 데이터 정의(외부 스키마, 개념 스키마, 내부 스키마 그리고 이들과 연관된 모든 사상)를 수행하여야 하며, 적절한 목적 형태로 변환할 수 있어야 한다. 즉 DBMS는 여러 가지 데이터 정의 언어(DDL)들의 각각에 해당하는 언어 처리기를 포함해야 한다. 일반적으로 데이터 정의는 데이터들이 저장할 수 있는 테이블을 생성하고 조작하는 역할을 수행하는 것을 의미한다. 

즉, 하나의 물리적 구조의 DB를 가지고 여러 사용자들이 요구하는 다양한 형태의 데이터를 지원해 줄 수 있도록 DB 구조를 정의하는 기능을 말한다. 이 데이타 구조의 정의는 DBMS의 가장 중요한 기능 중의 하나이며, 각 응용 프로그램은 이 데이터 정의를 통해서 데이터 요구 사항을 DBMS에 표현한다. .

2) 데이터 조작 기능
DBMS는 사용자가 요구하는 DB의 데이터에 대한 검색 요구, 갱신 요구, 새로운 데이터의 추가 요구를 처리할 수 있어야 한다. 즉 DBMS는 데이터 조작 언어(DML) 처리기를 포함해야 하는 것이다. 일반적으로 구축되어 있는 데이터베이스 시스템을 활용하는 단계를 의미하며, 프로그래밍에서 가장 많이 활용하는 부분이다. 

조작 기능은 사용자와 DB 사이의 인터페이스를 위한 수단을 제공한다. DBMS는 DB를 이용하는 사용자의 요구에 따라 체계적으로 접근하고 조작할 수 있어야 한다. 이것은 DB의 검색, 갱신, 삽입, 삭제 등 DB 연산을 지원하는 도구를 통해서 구현될 수 있다.

3) 데이터 제어 기능
DBMS는 DB의 내용에 대해 항상 정확성과 안정성을 유지할 수 있는 데이터 제어 기능을 가지고 있어야 하며 다음과 같은 요건을 갖춰야 한다.  
먼저, DB를 접근하는 갱신, 삽입, 삭제 작업이 정확하게 수행되게 하여 데이터의 무결성(integrity)이 유지되도록 제어할 수 있어야 하며, 정당한 사용자가 허가된 데이터만 접근할 수 있도록 보장하기 위한 권한(authority)을 검사하고 보안(Security)을 유지해야 한다. 
또한 여러 사용자가 DB를 동시에 접근하여 데이터를 처리하더라도 DB의 처리 결과는 항상 정확성이 유지되도록 병행 제어(concurrency control)를 할 수 있어야 한다. 

이 외에도 DBMS는 데이터 사전(Data Dictionary) 기능을 제공해야 한다. 데이터 사전은 시스템 권한하에 있는 DB로 간주할 수 있다. 사전의 내용은 데이터에 관한 데이터로 간주할 수 있으며, 단순히 원시 데이터보다는 시스템 내의 모든 객체의 정의를 말한다. 특히 모든 스키마와 사상(외부적, 개념적 등등)이 사전 내에 원시 형태와 목적 형태로 물리적으로 저장된다. 또한 포괄적인 사전은 교차 참조 정보를 포함한다. 예를 들면, 어느 프로그램이 DB의 어느 부분을 사용하며, 어느 사용자가 어느 보고서를 요구하며, 어느 터미널 이 시스템에 연결되어 있는가 등이 있다. 사전도 자신이 정의하는 DB 내에 통합될 것이며, 자신에 대한 정의도 포함한다. DB와 마찬가지로 사전에 대한 질의도 확실히 가능해야 한다. 예를 들면, 시스템에 제시된 변경에 어느 프로그램 또는 어느 사용자가 영향을 받을 것인가를 말할 수 있다. 

DBMS는 위에서 열거한 기능들을 가능한 한 효율적으로 제공해야 한다. 이와 같은 성능이 바로 DB 시스템을 평가하는 척도가 되는 것이다. 

3. DBMS의 발전 과정
DBMS는 초기에 File System 구조로 되어 있었다. 1960년대 계층형(Hierarchical) DBMS가 상용화 되었고, 1970년대 망형(Network) DBMS가 개발되었으며, 1980년대 관계형(Relational) DBMS가 출시되었다. 관계형 DBMS 이론은 1970년대부터 나오기 시작하였지만 그 이론이 제품화되어 상용 DBMS로 최초로 판매가 된 것은 1979년 오라클에서 제품을 출시하면서부터이다. 1990년대 멀티미디어 및 복합 데이터의 저장 및 관리의 요구가 생겨나면서 객체 지향형(Object-Oriented) DBMS시스템이 개발되었고, 1990년대 중반  대부분의 메이저급 회사들이 객체 관계형(Object-Relational) DBMS를 출시하였다.  

먼저 파일 시스템(File System)은 가장 초보적인 데이터 관리 형식으로서 업무와 관련한 데이터를 각각의 파일 단위로 저장하며, 이러한 파일들을 처리하기 위한 독립적인 애플리케이션과 상호 연동되어야 한다.

계층형 DBMS(HDBMS)는 DB 내의 데이터의 구조가 상하 종속적 관계로 계층적으로 구성되어 있다. 액세스 속도가 빠르며 데이터 사용량을 쉽게 예측할 수 있으며, 데이터 종속성 때문에 유지보수가 어렵고 일반적으로 거의 사용되지 않는다.

네트워크 DBMS(NDBMS)는 DB의 구조를 네트워크 상의 노드 형태로 표현한 시스템으로 설계가 복잡하고 데이터 종속성 문제가 있다.

관계형DBMS(RDBMS)는 수학적 논리 관계를 테이블 형태로 구성한 구조로서, 테이블 내의 컬럼 중 일부를 다른 테이블과 중복함으로 해서 각 테이블간의 상관 관계를 정의한다. 업무 변화에 대한 적응 능력이 탁월하고 유지보수 또한 매우 편리하기 때문에 다른 시스템에 비해 생산성이 높다. 또한 질의 기능이 간편해서 사용자들이 질의한 후 이를 받아서 처리하는 응용 프로그램 개발이 비교적 용이하다. 이 같은 이유로 관계형 DBMS (RDBMS)가 시장에서 주류를 이루고 있다.

객체 지향 DBMS(OODBMS)는 복잡한 데이터 구조를 표현 할 수 있는 데이터베이스 관리 시스템을 말하며, 객체관계형 DBMS(ORDBMS)는 DBMS의 안정된 성능에 기반하변서 객체 지향 DBMS(OODBMS)의 장점을 도입한 시스템이다

4. DBMS 시장 트렌드 
최근 기업들은 비용 절감과 투자수익률(ROI) 향상, 비즈니스 성과 개선 등을 위해 비즈니스 정보 활용 및 분석 기능이 통합된 DBMS와 DW 및 BI를 연계하는 방안에 많은 관심을 보이고 있다.

실제로 국내 DBMS 시장은 OLTP(Online Transaction Processing) 워크로드 외에 비즈니스 인텔리전스(BI) 구현 및 데이터웨어하우스(DW) 고도화를 위한 DBMS 수요가 증가하고 있다. 
 
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한국 IDC에 따르면 국내 DBMS 시장은 연평균 7.6%씩 성장해 지난 2011년에는 3,394억 원 규모를 형성했으며, 기존 DB와 빅데이터 분석의 활발한 통합으로 오는 2015년에는 5,500억대 시장으로 규모가 확대될 것으로 전망하고 있다. 
  
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  ▲국내 DBMS 시장 규모 및 전망 (출처: 한국 IDC, 2013) 

한국DB진흥원의 ‘2013년 데이터베이스 백서’를 살펴 보면, 국내 DBMS 산업 규모는 2013년 11조6500억원 수준으로 성장한 후 오는 2017년까지 연평균 5.6%의 성장률을 보이면서 14조4000억원으로 성장할 것으로 전망되고 있으며, 국내 DBMS 솔루션 시장은 2013년은 7.5% 성장한 5200억원으로 전망되고 있다. 또한 2016년까지 연평균 7.5% 성장률을 보이며 성장해 6458억원 규모에 달할 것으로 예측되고 있다.

국내 DBMS 시장은 오라클의 주도로 시장이 흘러가고 있으며 IBM, 마이크로소프트, SAP, 테라데이타, EMC등의 외산 기업과 함께 국산 기업인 리얼타임테크, 알티베이스, 큐브리드, 티베로 등 10개 기업이 국내 DBMS 시장에서 경쟁을 벌이고 있다.

특히 오라클(59.4%), 마이크로소프트(17.8%), IBM(15.2%) 등 상위 3개 업체가 전체 시장의 90% 이상을 차지하고 있으며, 특히 오라클은 규모가 큰 기업과 공공기관을 대부분 고객사로 확보하고 있다. 그러나 국산 DBMS 4개사가 최근 수년간 꾸준히 영역을 넓혀오고 있어 시장 판도 변화도 점쳐지고 있다. 

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           ▲국내 DBMS 기업 시장 점유율 (출처: 한국 IDC, 2013)

IT 전문 매체 컴퓨터월드의 조사에 따르면 오라클(58%), IBM(16.8%), MS(14.6%)가 전체 시장의 89.4%를 점유하는 것으로 추산됐다. 그 외 알티베이스(2.9%), SAP(2.7%), 테라데이타(2.4%), 리얼타임테크(0.7%), EMC(0.4%), 큐브리드(0.3%), SAS(0.2%) 등이 10.6% 시장을 놓고 경쟁을 벌이고 있어 실제 시장의 90%는 3개 기업이 독점하고 있다고 볼 수 있다. 
 
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 출처: 컴퓨터월드 

그 중 국산 DBMS 4개사의 지난 2013년 시장 점유율은 6.3%로 시장에서 미치는 영향력은 아직 낮은 것으로 파악됐다. 지난 2011년 5.3% 점유율을 기록한 것과 비교하면 상승한 수치지만 그 상승폭은 전체 시장의 매출 성장세와 비교하면 적은 수치다. 즉 국내 DBMS 시장에서 오라클 등 외산 기업과 시장에서 치열한 경쟁을 벌이며 선전하고 있는 것으로 알려져 있지만, 실제 시장에서 미치는 영향력은 아직 미비한 수준이라고 볼 수 있다. 

한편으로는 국산 DBMS 기업의 성장이 한계에 도달했다는 것을 의미하기도 한다. 그 동안 43.6%(2011년), 34.1%(2012년) 등 높은 성장세를 기록했던 국산 DBMS 기업이 2013년에는 5.7%로 성장폭이 급락했다. 이는 전체 시장 성장률 7.4%에도 못 미치는 것으로 성장의 한계에 부딪쳤음을 알 수 있다.

이처럼 국산 업체들이 어려움을 겪는 이유 중에는 기업 내부의 문제도 일부 있지만, 증권을 비롯한 금융시장이 얼어 붙고 관련 투자와 시스템 확장이 연기, 중단되는 등 외부 상황으로 인한 직접적인 타격을 받고 있기 때문이다. 공공부문의 경우 국산 DBMS가 제대로 된 성능 테스트도 받지 못할 만큼 박한 대접을 받고 있다는 지적도 있는데, 실제로 최근엔 방사청이 무기체계 소프트웨어 국산화 사업을 진행하면서 국산 DBMS 제품을 사실상 배제하고 진행해 논란에 휩싸이기도 했다.

최근 들어 침체된 경제 상황과 기업 간 경쟁 심화는 IT 운영에 효율성이라는 화두를 던졌으며, 기업은 비용 절감이라는 과제를 해결하기 위해 공개SW 기반 DBMS를 활용하기 위한 움직임에 나섰으며, 이 과정에서 상용SW 기업들은 가격 경쟁에 불이 붙는 등 치열한 경쟁으로 이어지고 있다.

게다가 인메모리 DB를 기반으로 한 데이터 분석 및 애플리케이션 운영이 관심을 받고 있어, 메모리를 활용해 데이터 처리나 분석 속도를 향상시키려는 움직임이 가시화되고 있다. 이 점은 그 동안 디스크 기반 DBMS를 주력으로 했던 시장 판도에 변화를 모색케 하는 것으로 기존 시장을 선점한 기업 외 후발주자들이 틈새를 차지하기 위한 노력을 기울이고 있다.

인메모리 DBMS의 등장 
최근 DBMS에서 가장 중요한 요소로 평가되는 것은 신속성이다. 비즈니스의 속도가 더욱 증가하면서 비즈니스 실시간성의 요구가 더욱 높아지고 있기 때문이다. 

DBMS 시장에서 속도 경쟁을 보여주는 사례는 바로 인메모리 DB다. 인메모리 DB는 디스크 기반으로 운영되던 DBMS를 메모리단으로 이동시킨 것으로, HDD보다 월등히 빠른 메모리를 활용해 검색과 입출력 속도를 향상 시킬 수 있다. 더불어 기술 발전으로 메모리 가격도 계속 하락하고 있다는 점도 호재로 작용해 DB를 메모리로 올리는데 따른 비용 부담도 많이 줄어든 상황이다. 이에 따라 메모리 활용 기술의 비중이 높아짐에 따라 인메모리 DBMS 기술이 국내 DBMS 시장 활성화의 한 축으로 자리잡고 있으며, 과거 금융 거래, 과금 등 특정 산업군에 국한돼 사용됐던 인메모리 DB의 활용 범위가 점차 확대돼 인메모리 DB의 성장이 이어지고 있다. 

오라클, MS, IBM 등 외산 업체들이 인메모리 기술에 눈을 돌리면서 스토리지 기반의 기존 DBMS 시장에 지각 변동이 일어나고 있다. 해외뿐 아니라 국내에서 점차 DB 시장을 인메모리로 이끌기 위한 글로벌 기업들의 마케팅 공세가 이어지면서 국내 업체들도 이에 대응하고 있는 모습이다

가트너(Gartner)는 오는 2015년까지 최소 35%의 기업이 인메모리를 도입할 것으로 예측했다. 데이터의 가용성, 일관성, 무결성을 유지하면서 메모리 활용으로 빠른 속도까지 구현할 수 있는 장점이 부각되면서 빠르게 시장 주류로 진입한다는 예측이다. 특히 DB와 분석 기능의 통합이 화두가 되면서 보다 빠른 성능을 위해 DB 시장에서 메모리 활용이 높아질 것으로 전망하며 플래시와 D램 등 메모리 기반으로 변화하면서 DB 시장에 변화가 일어날 것이라고 예상했다.

인메모리 DBMS는 데이터를 디스크가 아닌 메모리에서 처리하기 때문에 데이터 처리 속도가 스토리지 기반의 DBMS보다 최대 10배 이상 빠르다. 메모리 가격이 하락하고 대용량 데이터를 수집, 분석해야 할 요구가 늘어나면서 주요 DBMS 업체들은 인메모리 기능 강화에 경쟁적으로 나서고 있다. 일각에서는 인메모리 기술이 대용량 처리 환경에 부적합하고 SSD 보급 활성화로 메리트가 떨어졌다고 지적하기도 하지만 빠른 속도가 필요한 분야를 중심으로 자리잡고 있는 형국이다.

한국 IDC에 따르면 국내 DBMS 시장은 지난 수년간 5% 내외의 낮은 성장세를 보이고 있으며 2011년 일시적으로 두 자릿수 성장세를 보였지만, 이는 오라클이 유지보수요율을 대폭 인상함에 따른 것이라고 분석한 바 있다.

이 때문에 일각에서는 `인메모리'가 포화 상태인 시장에서 반전을 꾀하기 위한 글로벌 업체들의 마케팅 수단에 불과하다는 지적의 목소리도 있다. 이렇게 되면 전통적인 스토리지 기반의 방식을 고수하던 업체들까지 인메모리를 거론하면서 자칫 고객들이 적지 않은 부담과 혼선을 겪을 수도 있다. 인메모리 DB의 강점은 `빠른 속도'에 있지만, 반대로 인메모리 DB를 사용하기 위해서는 기존 스토리지에 있던 데이터들을 메모리 기반으로 올리는 작업과 추가 비용이 소요된다.  

실제로 외산 기업들이 인메모리 DBMS를 선보이며 큰 관심을 끌고 있지만, 실제 도입 움직임은 미온적인 것으로 나타났다. 

전문가들은 인메모리 기능에 대한 높은 관심에도 불구하고 도입 사례가 많지 않은 것은 인메모리 DBMS 기능을 필요로 하는 업무가 실제로 많지 않은 것이 한 요인이라고 분석한다. 증권사의 주식거래나 통신사의 빌링 시스템처럼 대규모 트랜잭션이 매우 짧은 시간에 발생하는 일부 업무를 제외하면 데이터 규모와 처리 시간 측면에서 기존 DBMS로 처리하기 힘든 경우가 많지 않다는 것이다.

인메모리 기능 자체가 기업의 요구보다는 업체의 시장 확대 전략으로 활용되는 것도 한 요인으로 꼽힌다. SAP는 ERP 시장이 포화 상태에 다다르면서 기존에 오라클 DBMS에서 자사 ERP를 사용하던 기업들에게 오라클 대신 하나를 사용하도록 하는데 집중하고 있다. 오라클은 DBMS의 막대한 시장 점유율을 앞세워 인메모리 기능을 지원하는 미들웨어 등을 DBMS에 끼워 파는 전략을 추구하고 있다. MS는 '인메모리 기능 무료화'라는 승부수로 DBMS 시장 점유율 확대를 꾀하고 있다.

※ 지금까지 DBMS의 발전 과정 및 시장 트렌드를 살펴봤다. 다음 엔코아 리포트에서는 빅데이터 시대의 DBMS에 대해서 연구한 자료를 공유하고자 한다. 










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