SQL 서버의 구조

히라야마 오사무 지음 | 김기태 옮김

성안당 2022년 01월 11일 출간 종이책 : 2021년 11월 15일 출간

작품소개

책소개

SQL 개발과 운용 업무의 효율화, 트러블슈팅에 도움!

스테디셀러 「그림으로 이해하는 SQL 서버의 내부 구조」(2009년 3월 2일 출간)를 오랜만에 전면 개정한 책이다. 전작을 토대로 현재의 SQL 서버 아키텍처를 따라 배우고자 설명과 그림 전체를 전면 수정했을 뿐 아니라 칼럼스토어/인메모리형 오브젝트, Paas/Iaas 각종 클라우드 데이터 플랫폼의 해설 등을 추가하여 물리적 구조와 내부 동작으로 이해함으로써 SQL서버의 기술적 특성을 충분히 활용할 수 있게 되어 현장에서의 데이터베이스 개발 및 운용업무의 효율화나 트러블슈팅에 도움이 되도록 했다. 저자의 SQL서버 지원 업무 경험도 그대로 살려 집필되어 SQL서버의 실천적 팁이나 노하우집으로도 활용할 수 있다.

본문은 크게 5가지 테마, 즉 ‘외부 컴포넌트의 이해’, ‘다양한 데이터의 구조’, ‘내부 컴포넌트의 이해’, ‘운용의 안정화’, ‘향후의 전망’으로 구분되어 있다. 책에서는 저자가 서문에서 밝힌 대로 SQL 서버의 편리한 사용법(가령 바로 사용할 수 있는 쿼리 샘플 등)은 소개하지 않았다. 대신 SQL 서버의 기본 아키텍처를 체계적으로 소개하고 각종 내부 기능의 특성과 동작을 하나하나 알기 쉽게 소개하는 데 더 집중했다. 트러블의 본질을 이해할 수 있으면 눈에 보이는 증상에 휘둘리지 않고 정확한 대처를 강구할 수 있다는 저자의 의도를 잘 읽을 수 있다.

목차

들어가며
이 책에 대해

【제1장】 CPU 리소스의 최적화

1.1 멀티 스레드 프로그래밍
1.1.1 문맥 교환

1.2 윈도우 스케줄러와 SQL 서버
1.2.1 윈도 스케줄러가 인식할 수 없는 대기 상태

1.3 SQL 서버 내의 스케줄러
1.3.1 SQLOS 스케줄러란?
1.3.2 SQLOS 스케줄러를 구성하는 컴포넌트
- 스케줄러
- 작업자
- 작업자 스레드 풀
- 러너블 큐(Runnable Queue)
- 워크 리퀘스트 큐(Work Request Queue)
- I/O 리퀘스트 리스트(I/O Request List)
- 웨이터 리스트(Waiter List)
1.3.3 스케줄러의 동작
1.3.4 SQLOS 스케줄러가 사용하는 기술

1.4 SQLOS 스케줄러를 모니터링한다
1.4.1 동적 관리 뷰의 참조
- runnable_tasks_count
- current_workers_count
- work_queue_count

1.5 제1장 정리

【제2장】디스크 I/O 조작의 이해

2.1 SQL 서버가 관리하는 데이터베이스의 실체
2.1.1 데이터 파일(확장자 .mdf, .ndf)
2.1.2 트랜잭션 로그 파일(확장자 .ldf)

2.2 데이터베이스 파일 액세스 패턴
2.2.1 데이터 파일
- 온라인 트랜잭션 처리(OLTP) 시스템의 경우
- 데이터웨어하우스(DWH)의 경우
2.2.2 트랜잭션 로그 파일

2.3 SQL 서버가 수행하는 I/O의 특징적 동작
2.3.1 미리 읽기(Read-Ahead)
2.3.2 체크포인트(checkpoint)
2.3.3 집중 기록(Eager Write)
2.3.4 지연 기록(Lazy Write)

2.4 SQL 서버가 사용하는 I/O용 API
2.4.1 데이터 파일 및 트랜잭션 로그 파일의 오픈
- CreaterFile 함수

2.4.2 데이터 파일 및 트랜잭션 로그 파일에서 읽어들이기
- ReadFileScatter 함수
- ReadFile 함수
2.4.3 데이터 파일 및 트랜잭션 로그 파일에 기록
- WriteFileGather 함수
- WriteFile 함수

2.5 디스크 구성
2.5.1 RAID 0
2.5.2 RAID 1
2.5.3 RAID 5
2.5.4 RAID 10

2.6 모니터링
2.6.1 퍼포먼스 모니터
- Avg.Disk sec/Read 카운터
- Avg.Disk sec/Write 카운터
2.6.2 동적 관리 뷰의 참조

2.7 제2장 정리

【제3장】메모리 관리

3.1 SQL 서버와 가상 어드레스 공간

3.2 SQL 서버와 가상 어드레스 공간의 관리
3.2.1 가상 어드레스와 공간의 관리
- Committed
- Reserved
- Free
3.2.2 VirtualAlloc 함수
3.2.3 페이징

3.3 물리 메모리 사이즈와 SQL 서버의 메모리 사용량

3.4 NUMA
3.4.1 SMP 아키텍처의 메모리와 버스
- 레이지 라이터 스레드
- I/O 완료 포트 스레드
3.4.2 소프트 NUMA

3.5 SQL 서버 프로세스 내부의 메모리 관리 방법
3.5.1 메모리 매니저
3.5.2 워크스페이스의 내부 구조

3.6 메모리의 용도
3.6.1 버퍼 풀(버퍼 캐시)
3.6.2 플랜 캐시
3.6.3 쿼리 워크스페이스
3.6.4 최적화
3.6.5 글로벌
3.6.6 레이지 라이터 스레드
3.6.7 체크포인트 프로세스

3.7 모니터링
3.7.1 DBCC 커맨드
- Memory Manager 섹션
- Memory node ld=X 섹션
- ME MORYCLERK_XXXX, CACHESTORE_XXX, USERSTORE_XXX,
- OBJECTSTORE_XXX 섹션
- Procedure Cache 섹션
3.7.2 퍼포먼스 모니터
- 시스템 전체의 메모리 상황 확인
- SQL 서버 내부의 메모리 사용 상황 확인
3.7.3 동적 관리 뷰

3.8 제3장 정리

【제4장】데이터베이스 구조의 원리

4.1 데이터 파일
4.1.1 페이지와 익스텐트
4.1.2 단일 익스텐트와 혼합 익스텐트
4.1.3 페이지의 종류
4.1.4 페이지의 배치
- GAM(Global All

출판사 서평

■ 이 책의 테마 5
● 내부 컴포넌트의 이해(1): 제1장부터 제3장까지는 SQL 서버가 처리를 실행하기 위해 어떻게 컴퓨터의 리소스(프로세서, 디스크 I/O 및 메모리)를 효율적으로 관리하는지를 설명한다.

● 다양한 데이터 구조: 제4장부터 제7장까지의 각 장에서는 SQL 서버가 관리하는 다양한 오브젝트(데이터베이스와 테이블, 인덱스 등)의 상세한 구조를 소개한다. 이들에 대한 이해는 적절한 데이터베이스와 오브젝트의 배치 같은 논리 설계와 물리 설계 시의 중요한 지침이 된다.

● 내부 컴포넌트의 이해(2): 제8장에서는 앞의 내용에서 이해한 SQL 서버의 동작과 오브젝트 구조를 토대로 SQL 서버가 어떻게 테마를 다루는지를 알아본다. 제9장에서는 클라이언트와의 커뮤니케이션에서 빼놓을 수 없는 네트워크 관련 특성을 소개한다.

● 운용의 안정화: 제10장에서는 비즈니스의 지속성에 필수적인 데이터베이스의 백업과 복원에 대해 살펴본다. 또 11장에서는 전형적인 트러블에 대한 대처 방법과 퍼포먼스 튜닝을 지원하는 툴을 소개한다.

● 향후 전망: 제12장에서는 향후 전망으로 멀티 플랫폼 전개와 클라우드 상의 데이터베이스를 소개한다.

작가정보

저자(글) 히라야마 오사무

저자 : 히라야마 오사무
신입사원으로 취직한 회사에서 처음으로 범용기로 가동하는 Db2의 데이터베이스 관리자를 한 것을 계기로 데이터베이스와 첫 인연을 맺는다. 이후 사이베이스에서 SQL 서버(현 SAP Adaptive Server Enterprise)의 기술 지원 업무를 거쳐 일본 마이크로소프트에 입사한다. SQL 서버 지원팀에서는 모든 장애 대응을 담당하고 이후 SQL 서버 개발팀으로 이동해서 SQL 서버의 품질을 높이기 위한 다양한 대응 활동을 경험한다. 현재는 마이크로소프트가 제공하는 클라우드 상의 다양한 데이터 플랫폼 서비스 지원 업무를 하고 있다.

역자 : 김기태
대학에서 컴퓨터공학을 전문으로 공부했다. 이후 광선로 계측 관련 회사에서 유저 소프트웨어 개발 엔지니어 업무를 맡았다. 주 사용 언어는 JAVA이며 C나 Python 등의 언어도 활용 가능하다. 해당 경험을 바탕으로 현재는 프리랜서 번역가로 활동 중이다.

감수 : 오윤기
충남대 컴퓨터공학과를 졸업하고 IT시스템 서비스 기업에서 시스템 관리 업무를 맡으면서 하드웨어부터 소프트웨어의 전반적인 경험을 쌓았다. 위 경험을 바탕으로 현재는 가상화 서버의 클라이언트 운영 체제 성능 향상을 위한 개선 방법에 대한 연구를 하는 한편, 번역서의 감역 일도 맡고 있다. 주요 감역서에는 『자바가 보이는 그림책』, 『C가 보이는 그림책』 등이 있다.

번역 김기태