포스트그레SQL 개척자와 스파크 개발자가 ‘DB 지향 OS’를 만든 이유

포스트그레SQL 개척자인 마이크 스톤브레이커와 스파크를 만든 마테이 자하리아, 그리고 MIT와 스탠퍼드의 여러 컴퓨터 과학자가 가세해 그린필드(greenfield, 기존 앱 없이 완전히 새로 만드는 것) 웹 애플리케이션 개발에 적합한 새로운 데이터베이스 지향 운영체제(DBOS)를 만들었다. 이를 확산하기 위해 'DBOS'라는 회사도 설립했다.
 

최근 출시된 첫 번째 제품인 DBOS 클라우드(DBOS Cloud)는 트랜잭션 서버리스 애플리케이션 플랫폼으로, 서비스형 함수(FaaS)로도 정의할 수 있다. 오픈소스 가상머신 모니터링 서비스인 파이어크래커(Firecracker)를 활용해 아마존 웹 서비스(AWS) 기반으로 제공되며, DBOS 운영체제를 기반으로 한다. 제품은 크게 3가지 요소로 구성된다. 오픈소스 DBOS SDK(현재 타입스크립트용), DBOS 타임 트래블 디버거(Time Travel Debugger), 그리고 기반 운영체제다. 업체는 이 제품이 개발자가 서버리스 함수, 워크플로우, 애플리케이션을 구축하고 실행하는 데 도움이 되며, 시간 이동 디버깅, SQL 액세스가 가능한 관측가능성 데이터를 함께 제공한다고 설명했다.
 

DBOS와 DBOS 클라우드의 기원 

스톤브레이커와 자하리아, 그 외의 연구원은 어떻게 모였고, 왜 DBOS를 만들었을까? 3년 전, 스톤브레이커는 InfoWorld와의 인터뷰에서 데이터와 컴퓨팅에 대한 수요가 증가하면서 데이터베이스에는 대량의 운영체제 상태 저장이라는 새로운 과제가 생겼다고 언급한 바 있다. 그 무렵 그는 데이터브릭스의 CTO이기도 한 자하리아의 강연에 참석해 포스트그레SQL의 성능에 대한 자하리아의 지적을 유심히 들었다.

스톤브레이커에 따르면 자하리아는 당시 데이터브릭스가 운영체제 스케줄링을 어떻게 수행하는지에 대해 설명했다. 그는 "자하리아는 데이터브릭스가 클라우드에서 '백만 단위'의 스파크 서브 작업을 주기적으로 관리하는데, 그 정도 규모를 운영하면서 전통적인 운영체제 스케줄링 기법을 사용하는 것은 불가능하다고 말했다. 대신 자하리아는 데이터브릭스가 모든 스케줄링 정보를 포스트그레SQL 데이터베이스에 넣고 스케줄링을 SQL 애플리케이션으로 실행한다고 했다"라고 말했다. 스톤브레이커는 얼마 후 자하리아에 연락했고 전통적인 운영체제OS 기능을 대규모로 사용할 수 없는 기업이 매우 많다는 사실을 알게 됐다. 

이 논의가 DBOS의 탄생으로 이어졌다. 두 창업자는 새로운 스택의 가장 아래에서 데이터베이스 관리 시스템을 실행하고 모든 운영체제 서비스를 똑같이 실행하는 방식을 채택했다. 스톤브레이커는 "팀이 충분히 시스템을 구축해 기업이 현재 사용 중이거나 하고 있는 방식이 무엇이든 이 반전된 운영체제의 성능이 그에 못지않게 빠르다는 것을 입증했다. 기본적으로 이는 기업이 성능 저하 없이 데이터베이스의 모든 것을 활용할 수 있다는 것을 의미한다"라고 말했다. 
 

데이터 프로비넌스 

데이터베이스는 모든 것을 기록하므로 팀의 다음 작업은 리눅스 기반 커널 사용을 최소화하는 데이터 프로비넌스 시스템을 개발하는 것이었다. 스톤브레이커는 "DBOS는 데이터 웨어하우스에 스풀링되는 매우 정교한 프로비넌스 시스템을 통해, 리눅스, 쿠버네티스, 기타 트랜잭션 파일 시스템, 고가용성 전달 시스템과 같은 많은 계층을 없앨 수 있다"라고 말했다.

업체에 따르면 이런 계층이 없어지면 비용과 복잡성, 공격 표면 감소 측면에서 이점이 있다. 스톤브레이커는 "컨테이너 또는 오케스트레이션 계층이 필요 없고, OS가 더 많은 일을 알아서 해주므로 코딩해야 할 양도 줄어든다. 기존 제품과 비교할 때 속도 저하 없이 이상 이벤트를 감시할 수 있으며 유지보수가 간편하다"라고 말했다. 또 다른 이점은 랜섬웨어 공격과 같은 적대적 이벤트 발생 시 신속하게 백업하는 기능이다. 스톤브레이커는 "공격 트랜잭션을 피할 수 있는 전체 이벤트 로그가 있으므로 공격이 발생하면 특정 시간으로 백업이 가능하다. 백업에 며칠에서 몇 주까지 걸리는 다른 제품과 달리 몇 초에서 몇 분이면 된다"라고 말했다. 

프로비넌스 시스템을 개발한 후 팀은 온프레미스 시스템보다 클라우드에 초점을 두고 개발자를 위한 프로그래밍 인터페이스를 구축했다. 스톤브레이커는 "데이터베이스 시스템을 기반으로 서비스형 소프트웨어(SaaS) 프로그래밍 환경을 만들었다. 이 타입스크립트 기반 환경을 통해 개발자는 하나의 그래프로 연결되는 마이크로 연산 모음을 작성할 수 있다. 마이크로 연산은 데이터베이스에 수집되어 동시성 제어를 통해 병렬 프로그램 버그를 차단한다. 이밖에 애플리케이션을 위한 디버거도 지원한다"라고 말했다.
 

클라우드 우선 

개발팀은 먼저 클라우드를 기반으로 DBOS를 서비스하기로 했지만 클라우드가 유일한 타깃은 아니다. 스톤브레이커는 "시간이 지나 자리를 잡으면 온프레미스 엔터프라이즈로 방향을 전환할 것이다. 수익이 나는 분야는 결국 엔터프라이즈이기 때문이다. 엔터프라이즈 소프트웨어 판매 주기는 일반적으로 매우 길다"라고 말했다. 온프레미스에서 실행되도록 하려면 유닉스용 POSIX 표준 인터페이스 모음을 추가로 지원해야 한다.

DBOS를 처음 접하는 개발자에게 도움이 되는 DBOS 문서는 여기서 찾을 수 있다. 가격 정책은 다양하다. 무료 티어의 DBOS 클라우드는 아마존 RDS 포스트그레SQL을 사용하는 동안 서비스 호출 월 100만 회, 시스템 데이터 보존 기간 3일을 지원한다. 엔터프라이즈 또는 개발자는 다른 데이터베이스에서도 DBOS 클라우드를 사용할 수 있지만 이 경우 맞춤 구성을 요청해야 한다. 
 

DBOS, 확산할 수 있을까

시장조사업체 IDC의 칼 올로프슨, 디비인사이트(dbInsight)의 토니 베어, 콘스텔레이션 리서치(Constellation Research)의 홀거 뮬러를 포함한 여러 분석가는 DBOS가 애플리케이션 개발 시간 단축에 긍정적인 영향을 주고 보안의 이점이 있다고 분석했다. 반면 몇 가지 단점과 우려 사항도 있다.

뮬러는 DBOS 기업 자체의 개발 확장성에 의문을 제기했다. 그는 "DBOS의 소규모 팀이 운영체제, 데이터베이스, 관측가능성, 워크플로우, 사이버 스택 등을 동종 최고(best of breed) 업체의 조합만큼 원활하게 개발, 운영할 수 있을지 의문이다"라고 말했다. 올로프슨은 키-값, 시계열, 문서 등 전문화된 데이터베이스 관리 시스템 시대인 현재의 관계형 데이터베이스 시스템은 모든 요구사항을 충족하지 못할 수 있다고 지적했다. 그는 "DBOS가 좋은 보안 기능을 갖추고 있지만 데이터 도난과 손실의 가장 큰 원인은 일반적으로 피싱 공격과 같은 기법을 통해 획득하는 가짜 자격 증명 사용이다. 어떤 DBMS 기술도 명백하게 정당한 자격 증명을 소유한 악의적 행위자가 데이터를 훔치거나 파괴하는 것을 막지는 못한다"라고 말했다. 
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