게임을 위한 최적의 AWS DB 서비스 선정 퀘스트 깨기::최유정::AWS Summit Seoul 2018

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최유정
데이터베이스 솔루션즈 아키텍트 / Amazon Web Services
게임을 위한 최적의 AWS DB
서비스 선정 퀘스트 깨기

이번 세션에서는
DB는 어떻게
선택하지?
AI/ML은 어떻게
적용하지?
DR은 어떻게
구축하지?
데이터 분석은 어떻게
해야하지?

이번 세션에서는
빠르게 실시간 데이터
분석 플랫폼 구축
고성능, 고가용성의
AWS DBMS 선택
ML을 통해 보다
정교하게 분석하고
판별하기
DR은 어떻게
구축하지?

TODAY’S QUEST
• 모두가 원하는 이상적인 게임 아키텍처
• 게임 아키텍처 설계의 현실
• 이상적인 게임 아키텍처를 위한 신기능으로
무장한 AWS DBMS 서비스 선택 Quest
- Amazon DynamoDB
- Amazon Aurora
AWS GAMING

모두가 원하는 이상적인 게임 아키텍처
• 전세계 모든 게이머들이 함께 플레이할 수 있는 게임
- 모든 지역의 사용자 게임 응답 지연 최소화
- 초대형 (원)월드 지원/사용자 통합
• 게이머가 하고 싶을 때 언제든지 할 수 있는 게임
- 장애가 없는 게임 또는 게이머가 장애를 인지할 수 없는 게임
- 장애가 신속하게 자동 복구되는 게임
5

게임 아키텍처 설계의 현실 (1)
• 지역 분산에 의한 지연 증가
- 지역별 분산 게임 서비스 배포로 해결
à그러나, 분산된 데이터 동기화 통합 관리의 어려움
6
유럽 리전 아시아 리전
북미 리전
북미 게임 유저
아시아 게임 유저유럽 게임 유저
데이터
동기화 ?

• RDBMS의 Scale-up 성능 한계로 초대규모 월드 구현 한계
- 작은 규모의 월드로 분산 방법 선택
à 대규모 월드에 비해 게이머들의 흥미 및 몰입도 저하
- 데이터 샤딩을 통한 데이터 부하 분산 선택
à 게임 백엔드 로직의 복잡성 증대
7
Game Clients
Data
Server
Realm N
Database
World
Server
Data
Server
Realm 2
Database
World
Server
Data
Server
Realm 1
Database
World
Server
Game Clients
Data
Server
Realm 1
World
Server
Data
Server
Realm 2
World
Server
Data
Server
Realm N
World
Server
주 서버
보조 서버

• RDBMS의 가용성 유지 및 빠른 장애 처리의 어려움
- 작은 규모의 월드/서버팜을 지원하기 위한 다수의 DB 사용
- 데이터 샤딩으로 DB 인스턴스 개수 증대
à RDBMS의 장애 시, 복구 시간 지연으로 게이머 이탈 가능성 증가
8
유럽 리전 아시아 리전
북미 리전
북미 게임 유저
아시아 게임 유저유럽 게임 유저

이상적인 게임 아키텍처를 위한 AWS DBMS
9
• Amazon DynamoDB
- 무제한의 용량 및 성능
- 최고 수준의 가용성을 제공하는 관리형 DBMS
- Global Table 기능으로 여러 리전 데이터의 자동 동기화
• Amazon Aurora
- 멀티마스터 기능으로 스케일아웃 성능 확장
- 클라우드에 최적화된 고가용성 관리형 DBMS
- 멀티마스터 기능으로 장애 인지를 최소화

게임에서 NoSQL vs. SQL
• 10ms 이하의 지연 속도로 초당 수만건
이상의 데이터쓰기가 필요한 경우
• 잦은 스키마 변경으로 데이터 스키마 관리가
어려운 경우
• 사용 예
- 게임 사용자 프로파일 데이터
- 게임 사용자 게임 상태 데이터
- 게임 세션 정보 데이터
- 테이블 구조화 하기 어려운 사용자 게임
이력 데이터(JSON등의 구조)
• NoSQL • SQL
• 강력한 트랜잭션 처리가 요구되는 경우
• 다양한 조건의 SQL Query문이 필요한 경우
• 사용 예
- 게임 사용자 재화(currency) 정보
0

게임에서 NoSQL vs. SQL
• 어떤 솔루션도 만능 해결책은 되지 않습니다.
• NoSQL과 SQL의 장단점을 세밀하게 파악하고, 게임데이터의
사용 특성을 파악하여 선택하여야 합니다.
- 과거 수행했던 (또는 미래에 수행할) 데이터 쿼리를 NoSQL에서도
수행할 수 있습니까?
- 데이터 쿼리를 NoSQL에 적합하게 수정 할 수 있습니까?
• 데이터의 성격에 따른 혼합형 DBMS 전략
- 비 트랜잭션 성격의 데이터 및 간단한 쿼리 데이터는 NoSQL로
- NoSQL로 데이터 업데이트나 쿼리가 효율적이지 않은 데이터는 SQL로
1
기존 DB 사용에 대한
심층조사에서 약 70%의
쿼리는 하나의 열(row)을
가져오고 약 20%의
쿼리는 하나의
테이블에서 다수의 열을
가져오는 단순 Key-value
수준임을 확인하였다.
Werner Vogels
CTO, Amazon,
On database usage
patterns at Amazon

12
• Amazon DynamoDB
• Amazon Aurora

Amazon DynamoDB
빠르고 일정한 성능
10ms 미만의 지연시간 보장
DAX로 micro초로 감소
높은 확장성
초당 수 백만개 요청 처리
수 백TB 용량 자동 확장
완전 관리형 서비스
자동 프로비저닝 및
인프라 관리
규모와 상관없이 빠르고 유연한 NoSQL 데이터베이스 서비스
높은 신뢰성
리전 내 여러 AZ로
데이터 동기화,
세분화된 접근제어

DynamoDB in Gaming
14
“확장성과 속도가 결정적인
우리들의 게임에 Amazon
DynamoDB은 좋은 사용 예이다.”
Sami Yliharju, Services Lead,
Supercell
”우리는 4000억개의 행성시스템과 지속적으로
증가하는 플레이어가 있습니다. …… 우리는
데이터를 DynamoDB에 넣었고, 자동적으로
스토리지 확장성을 우리를 위해 제공합니다.”
- Dav Stott, Snr. Svr. Dev, Frontier Developments plc
“Zynga Poker에서 우리는 MySQL 서버들을
Amazon DynamoDB로 이전하였고,
데이터베이스 티어에서 엄청난 성능 개선
효과를 얻었습니다. 기존에 30초 걸리던 쿼리가
이제는 1초밖에 걸리지 않습니다.”
- Dorion CarrollChief Information Officer
PSN의 친구/소셜, 트로피 데이터 관리
기존에 On-premises의 MySQL로 관리
성능 이슈로 DynamoDB로 마이그레이션
게임스토리 개인화를 위한 분석 데이터
기존에 Apache CouchDB로 관리
확장성 및 관리 이슈로 DynamoDB로 마이그레이션
동일 비용에 10배의 처리
게임서버 데이터베이스
기존에 120개 MySQL 인스턴스 사용
스케일 및 운영 용이성 확보
90% 비용 절감
게임사용자 지원 데이터
DW의 데이터를 모두 DynamoDB로 복제
15분 소요 쿼리가 수초대로 단축
기술지원 요청에 대한 빠른 응답

어떤 규모의 요청에도 일관된 응답 성능
Consistent Single-Digit Millisecond Latency
Requests (millions)
Latency (milliseconds)
Amazon DynamoDB 는 알렉사, Amazon.com 사이트, 아마존 주문처리센터(fulfillment center)
로부터의 초당 최대 천이백구십만 요청을 처리하고 있습니다.

비용 최적화를 위한 Auto Scaling
• DynamoDB의 요청 처리 용량은 게임의 실제 요청 수에
따라 자동 조정되어 성능과 비용 효율성을 제공합니다.
With Auto ScalingWithout Auto Scaling

더 빠른 성능과 더 낮은 비용
DynamoDB 전용 가속 서비스 (DAX – DynamoDB Accelerator)
DynamoDB
Cache
Your Applications
Traditional side cache
DynamoDB
Your Applications
Caching made simple
DynamoDB Accelerator
초당 수백만 읽기 요청 처리할 수 있는
극한의 성능
필요에 따라 10개 노드의 클러스터로
확장 가능
구성/업데이트/고가용성 걱정없는
관리형 서비스
API 호환으로 어플리케이션 코드 변경
없이 적용 가능 (DAX SDK 적용)
IAM/VPC/CloudWatch/CloudTrail/Tagging
지원으로 안전한 보안 관리

DAX 적용을 통한 지연시간 단축
Milliseconds to
microseconds
평균 5 ms
평균 0.2 ms

DynamoDB 캐시 선택 항목 비교
비교항목 ElastiCache DAX
캐시 적용 대상 모든 종류의 DBMS에 적용 가능 DynamoDB에 특화
캐시 메모리 최대 크기 6+ TiB 488 GiB
지원 명령어 200+ 이상의 커맨드 Get, Put, Update, Delete, Query, Scan
지원 데이터 타입
DynamoDB 지원 데이터 타입 + (Sets,
Sorted Sets, Hashes, Bit Arrays,
HyperLogLogs)
DynamoDB 지원 데이터 타입
지원되는 Eviction 정책
No Eviction, allkeys-lru, volatile-lru,
allkeys-random, volatile-random,
volatile-ttl
Time-to-Live Cache (TTL), Least
Recently Used (LRU), Write-Through
Eviction
결론
- 캐시 메모리가 488GiB 이상
필요한 고객
- Redis나 Memcached에 익숙하며
캐시 최적화를 극대화하려는 고객
- 빠르게 DynamoDB의 성능을
극대화하려는 고객
- 읽기가 특정 파티션에 편중되어
있는 고객

적응형 자동 버스팅 옵션
• 파티션 분산이 항상 이상적이긴 어렵습니다.
- 과거 5분 동안 사용되지 않은 용량을 이용한 버스팅 지원
- 다른 파티션에서 사용되지 않는 용량을 필요한 파티션에서 사용
아마존의 대규모 이벤트인 Prime Day에서 실효율성이 입증됨

고가용성 및 고신뢰성
• SPOF(Single Point of Failure)가
존재하지 않는 구조
• 데이터는 3개의 AZ에 저장되기
때문에 신뢰성이 높음
• 스토리지는 필요에 따라 자동으로
파티션 됨
A Decade of Dynamo: Powering the next wave
of high-performance, internet-scale
applications
By Werner Vogels on 02 October 2017
Amazon.com 사이트에서 사용하던 내부 서비스를
기반으로 2012년 1월 DynamoDB 서비스를
시작하면서 미션 크리티컬 업무에 필요한 보안,
가용성, 관리성을 제공하고자 했고, 그 동안의
실사용 고객을 통해서 입증되었다.
•고신뢰성 및 고가용성 – DynamoDB는 고신뢰성을
제공하고 서버장애, 랙장애, 심지어 AZ장애에서도
99.99%의 가용성을 유지하였다. DynamoDB
자동으로 데이터를 정상적인 서버로 재배포하여
항상 다수의 복제본을 유지한다.

장기간 데이터 저장
컴플라이언스 준수
온디맨드 백업
단기간 데이터
Point In Time Recovery
데이터 손상 방지
수 백TB를 성능에
영향 없이 즉시 백업
NEW!
온디맨드 & 지속적 백업 제공 최초의 NoSQL DB

DynamoDB에서의 집계 작업
DynamoDB Stream 기능은 DynamoDB의 추가/삭제/변경 기록을 처리할 수 있어
집계 작업 유용합니다.
• PSN에서 트로피 기능은 사용자의 성과 관리 기능
• 사용자 이벤트로부터 집계 관리 필요
• 확장성 이유로 RDB를 배제
• DynamoDB Stream과 Lambda를 이용한 실시간 집계
관리
• DynamoDB Stream 기능으로 게임서버 변경 기록을
실시간으로 빅데이터 분석 환경으로 전송
• EMR을 이용하여 상세 분석 수행

전세계 사용자들이 동일한 빠른 지연 속도로 동일한 데이터를 접근
전세계 유저들
Global Table
멀티마스터 복제방식으로 로컬에서 읽고 쓰는
데이터는 글로벌테이블 멤버인 전세계 테이블에
복제됩니다.
전세계에 분산된 어플리케이션은 글로벌테이블
멤버인 로컬테이블에 기존과 동일한 수 ms의
읽기/쓰기를 수행할 수 있습니다.
데이터 복제가 필요한 리전을 선택하기만 하면
됩니다. 애플리케이션은 로컬 테이블로 전역
테이블에 액세스합니다.
리전의 장애 발생할 경우, 애플리케이션은 다른
리전의 테이블을 사용하여 전과 동일한
읽기/쓰기 작업을 수행할 수 있습니다.
DynamoDB 글로벌 테이블

손쉬운 글로벌 테이블 생성
• DynamoDB 스트리밍 기술에 기반한 다수의
리전간 테이블 동기화 기능
• 모든 아이템에 updatetime, updateregion
속성을 추가하여 언제 어느지역에서
추가/변경 내역인지 확인 가능
• 글로벌 테이블의 동기화는 최종 쓰기
성공에 의한 결과적 동기화 지원
• Auto Scaling 활성화 및 동일 구성을
권고(콘솔 사용시, 기본으로 자동 활성화)
• 복제 지연 시간/복제 대기 건수 모니터링
25

글로벌 테이블을 이용한 글로벌 실시간 리더보드
구성 및 동작 순서
1. 글로벌 테이블 생성
2. 지역별 GSI(Global Secondary
Index) 생성
3. 개별 지역 게임 서버는 로컬
테이블에 사용자 기록 빠르게 저장
4. 개별 지역 사용자 기록은 전세계에
자동 복제
5. 글로벌 테이블의 변경 내역은 로컬
GSI에 업데이트
6. 개별 지역 게임 서버는 사용자에게
빠르게 실시간 게임 순위를 게시
US Gamers
Global
Table
Global
Secondary
Index
UserID Game Score …
Us_local1 TopGun 1024 …
Us_local1 Tetris 50 …
Eu_local1 TopGun 512 …
Kr_local1 TopGun 9999 …
… … … …
p.key s.key
Game Scor
e
UserID …
TopGun 9999 Kr_local1 …
TopGun 1024 Eu_local1 …
TopGun 512 Us_local1 …
Tetris 99 Us_local1 …
… … … …
p.key s.key
… … … …
p.key s.key
Game Scor
e
UserID …
… … … …
p.key s.key
p.key
… … … …
s.key
Game Scor
e
UserID …
… … … …
p.key s.key
Europe Gamers Asia Gamers

Demo: DynamoDB Global Table
27

28
• Amazon DynamoDB
• Amazon Aurora

Trend of Open-source vs. Commercial DB Engines
29

Amazon Aurora
클라우드에 최적화된 관계형 데이터베이스
R 하이엔드 상용 데이터베이스의 성능 과 가용성
R 오픈소스 데이터베이스의 비용효율성 과 간단함
R MySQL, PostgreSQL와의 호환성
R Pay as you go 가격정책
관리형 서비스로 제공

Aurora is used by:
2/3 of top 100 AWS customers
8 of top 10 gaming customers
AWS 역사상 가장 빠르게 성장하는 서비스
Aurora 사용 고객

게임 개발자가 Amazon Aurora를 선호하는 이유
1. MySQL과의 호환성
2. 스토리지 용량 산정 필요 없음
3. 쓰기 영향을 줄여주는 지연 적은 읽기 복제본
4. 관리형 서비스
5. 기존 오픈 소스 데이터베이스 대비 몇배의 성능 향상
6. AWS가 적극적으로 투자하리라는 기대감

Aurora MySQL 호환
• 고사양 상업용 데이터베이스의 속도 및 안정성이
• 오픈 소스 데이터베이스의 간편성 및 비용
효율성
• 새로 배포하는 MySQL이든, 혹은 기존에 배포한
MySQL이든 상관없이 Aurora MySQL은
MySQL을 즉시 대체 가능
• 설치, 조작 및 조정이 간편하고 비용 효율적이기
때문에 비즈니스와 애플리케이션에 더욱 많은
시간을 투자할 수 있습니다.
MySQL 5.6
MySQL 5.7 호환 - 2018년 2월 GA
MySQL 5.7 compatible
Aurora는
§ JSON 지원
§ Generated Column 지원
§ Spatial 인덱스
§ MySQL 5.7 대비 5배 이상의
성능개선

스토리지 용량 산정 및 관리 필요 없음
• 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 드라이브를
사용하는 단일 가상 볼륨인 클러스터
볼륨에 저장
• 클러스터 볼륨은 동일한 리전에 속한 다중
가용 영역의 총 6개 데이터 사본으로 구성
• 데이터베이스의 데이터 용량이 늘어날수록
Aurora 클러스터 볼륨도 자동 확장
• 요금은 Aurora 클러스터 볼륨에서 사용한
공간(GB)에 대해서만 청구됩니다.
Master Replica Replica Replica
AVAILABILITY
ZONE 1
SHARED STORAGE VOLUME
AVAILABILITY
ZONE 2
AVAILABILITY
ZONE 3
STORAGE NODES WITH SSDs
SQL
TRANSACTIONS
CACHING
SQL
TRANSACTIONS
CACHING
SQL
TRANSACTIONS
CACHING

자동 스케일을 지원하는 읽기 복제본 – 2017년 11월
• 최대 15개 읽기 복제본을 여러 가용영역에 구성 가능
• 일반적으로 10ms 이내의 지연시간으로 리두로그 기반 복제
• 로드밸런싱과 auto-scaling 을 지원하는 읽기 엔드포인트
• 프로덕션 게임서버 DB에 영향을 주지 않고 대규모 게임 DB 조회 및 분석 가능
MASTER
READ
REPLICA
READ
REPLICA
READ
REPLICA
SHARED DISTRIBUTED STORAGE VOLUME
READER END-POINT

관리형 서비스
DB 관리가 아닌 게임 서비스 관리에 더 집중할 수 있도록
아마존이 구성 및 관리해 주는 서비스
• OS 및 DB 엔진 보안 관리
• 암호화
• 고가용성 구성
• 백업 정책에 따른
백업 관리
• DBMS 배포
• OS 및 DB 엔진
업데이트
• 관리자 요청에 따른
스케일 업/다운
• 스토리지 볼륨 자동
확장

동일 오픈 소스 MySQL 대비 성능 향상
동일 사양에서 Aurora MySQL은 RDS MySQL대비 5배의 트랜잭션 처리
Aurora 3X faster on r3.4xlarge
Aurora 마이그레이션 전 후로 실제 게임 워크로드에 대한 웹백엔드 트랜잭션 타임의 반응 시간 성능

클러스터 내 다수의 Writer
Application
Master
Node
Read
Replica 1
Read
Replica 2
Shared distributed storage volume
Availability
Zone 1
Availability
Zone 2
Availability
Zone 3
읽기 성능 확장
Application
Read/Write
Master 1
Read/Write
Master 2
Read/Write
Master 3
Shared distributed storage volume
Availability
Zone 1
Availability
Zone 2
Availability
Zone 3
읽기 및 쓰기 성능 확장
여러 데이터 센터에 걸쳐, 읽기 및 쓰기 확장 가능한 첫번째 관계형 DB서비스

기존의 대규모 게임 DB 구현 아키텍처
• 데이터베이스 성능의 한계로 월드
단위로 구분하고 동시 접근 사용자
수를 제한
• 분산된 정보를 통합 관리하기 위한
Linked server 기능 사용
• 아키텍처 단점
- 많은 수의 DB 인스턴스 및 그에 따른
관리 및 장애 증가
- Linked Server의 성능 제약 및 DB장애로
인한 서비스 장애 범위 광대
- Sharding 추가 구현 시, 게임
애플리케이션의 구현 난이도 증가
Active Standby
Game
Servers
Database
World 1
Active Standby
World 2
Active Standby
World n
Active Standby
Platform
Database
Linked Server
Linked ServerLinked Server

Aurora 멀티 마스터를 이용한 대규모 게임 아키텍처
• Aurora 클러스터는 인스턴스간에
데이터 스토리지 공유
• 멀티마스터는 기본적으로 스케일-
아웃 시나리오 제공
• Linked Server 기능 사용이 필요
없거나 최소화
• 마스터 중의 하나의 인스턴스 장애
발생하는 경우, 인스턴스 자동 복구
전까지 다른 마스터 또는 예비노드에
재 연결하여 바로 게임 서비스 재개
• Sharding 구현 시, 게임
애플리케이션 수준에서 복잡한 구현
필요 없음
Master Replica Replica Replica
Availability
Zone 1
Shared storage volume
Availability
Zone 2
Availability
Zone 3
Storage nodes with SSDs
Game
Servers
Aurora
Multi-
master
Aurora
Storage
Cluster

AWS Summit 모바일 앱과 QR코드를
통해 강연 평가 및 설문 조사에 참여해
주시기 바랍니다.
내년 Summit을 만들 여러분의 소중한
의견 부탁 드립니다.
#AWSSummit 해시태그로 소셜 미디어에 여러분의 행사
소감을 올려주세요.
발표 자료 및 녹화 동영상은 AWS Korea 공식 소셜 채널로
공유될 예정입니다.
여러분의 피드백을 기다립니다!

감사합니다
AWS Gaming Team과의 전문 상담이 필요하다면
aws-gaming-korea@amazon.com

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