replication은 어떻게 동작하며 그 전략은 무엇인가요?

Question

Accepted Answer

**Replication**은 여러 서버에 데이터 사본을 유지합니다 — **가용성**(장애 생존), **읽기 확장**(사본에서 읽기 제공), **지리적 분산**을 위해서입니다. 서로 다른 전략(primary-replica, multi-primary, 동기 vs 비동기)은 트레이드오프를 수반합니다.

## replicate하는 이유

```text
✓ 가용성/중복성 → 한 사본이 실패해도 다른 것이 데이터 보유 (데이터 손실 없음, failover)
✓ 읽기 확장 → replica에서 읽기 제공 (primary 경감) → 더 많은 읽기 처리
✓ 지리적 분산 → 사용자 근처 사본 (낮은 latency); 재해 복구
→ replication은 신뢰성 있고 확장 가능한 데이터 시스템에 근본적.
```

## replication 전략

```text
PRIMARY-REPLICA (master-slave) → 하나의 PRIMARY가 쓰기 처리, READ replica로 replicate:
  ✓ 단순; 읽기 중심 워크로드에 훌륭; 흔한 모델
  ✗ primary가 쓰기 병목 / 쓰기의 단일 지점 (failover 필요)
MULTI-PRIMARY (multi-master) → 여러 노드가 쓰기 수용:
  ✓ 쓰기 가용성/확장, geo 쓰기  ✗ 충돌 해결 (같은 데이터에 동시
    쓰기) → 복잡
```

## 동기 vs 비동기

```text
동기 → 쓰기 확인 전에 replica의 확인을 기다림:
  ✓ replica가 일관됨 (failover 시 데이터 손실 없음)  ✗ 더 느림 (대기); 가용성 영향
비동기 → 쓰기를 즉시 확인; 백그라운드에서 replicate:
  ✓ 빠른 쓰기, 높은 가용성  ✗ REPLICATION LAG → replica가 잠시 뒤처짐 (stale 읽기;
    primary가 replicate 전에 실패하면 데이터 손실 가능) — eventual consistency
→ 트레이드오프: 내구성/일관성 vs 성능/가용성
```

## 왜 중요한가

replication을 이해하는 것은 가치가 있습니다. 데이터 시스템에서 **가용성과 읽기 확장의 근본 기법**이므로 중요한 시스템 디자인 지식이기 때문입니다.

Replication — 여러 서버에 데이터 사본 유지 — 은 결정적 목적에 기여합니다. **가용성**(중복성과 failover를 통한 장애 생존), **읽기 확장**(읽기를 replica로 보내 primary를 경감, 읽기 중심 워크로드에 가치 있음), **지리적 분산**(낮은 latency를 위한 사용자 근처 사본, 더불어 재해 복구)입니다.

이 목적들을 이해하면 replication이 왜 신뢰성 있고 확장 가능한 데이터 시스템에 근본적인지 명확해집니다.

**전략** — **primary-replica**(쓰기를 위한 하나의 primary가 read replica로 replicate — 읽기 중심 워크로드에 훌륭한 흔하고 단순한 모델, 다만 primary가 쓰기 병목) vs **multi-primary**(여러 노드가 쓰기를 수용, 쓰기 확장과 geo 쓰기 가능하나 복잡한 충돌 해결 필요) — 을 이해하는 것이 올바른 접근법을 선택하는 데 필요합니다.

**동기 vs 비동기** 트레이드오프를 이해하는 것이 특히 중요합니다. **동기** replication(쓰기 확인 전에 replica 확인을 기다림)은 replica를 일관되게 유지하고 데이터 손실을 피하지만 더 느리고, **비동기** replication(즉시 확인하고 백그라운드에서 replicate)은 빠르고 고가용성이지만 **replication lag**(replica가 잠시 뒤처져 stale 읽기와 primary가 replicate 전 실패 시 데이터 손실 가능 — eventual consistency)을 갖습니다.

이 내구성/일관성 vs 성능/가용성 트레이드오프가 핵심 디자인 결정입니다.

replication은 데이터 시스템에서 가용성과 읽기 확장에 근본적이고 전략(primary-replica vs multi-primary)과 동기/비동기 트레이드오프가 일관성·성능·가용성에 큰 영향을 미치며, 이를 이해하는 것이 데이터 시스템 설계에 중요하므로, replication을 이해하는 것은 가치 있고 실용적으로 관련된 시스템 디자인 지식입니다 — 가용성과 읽기 확장의 근본 기법이고, 중요한 전략과 동기/비동기 트레이드오프를 가지며, 장애를 견디고 읽기 부하를 감당하는 신뢰성 있고 확장 가능한 데이터 시스템 설계의 중심입니다.