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chocomae/doc/plan/db/09-aws-db-separation.md
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2026-09-15 10:38:05 +09:00

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AWS에서 MariaDB 분리 검토 가이드

웹 서버와 DB 서버를 분리할 때의 비용, 성능, 구현 고려사항 분석

  • 작성일: 2026-09-15
  • 현재 환경: AWS EC2 t3a.medium (Apache + PHP + Phaser + MariaDB 함께 운영)
  • 문제: 동시접속 150~200명 초과 시 10초 멈춤
  • 이 문서는 의사결정 가이드입니다. DB 분리는 선택사항이며, 우선순위는 안1~5 적용 후입니다.

1. 현재 상황 요약

항목 현재 상태
인스턴스 AWS EC2 t3a.medium (2 vCPU, 4GB RAM)
운영 비용 $0.094/시간 ≈ 월 $67
실행 환경 Docker: Apache + PHP + Phaser (웹) + MariaDB (DB) 동시 운영
병목 현상 동시접속 150~200명 초과 → 10초 멈춤 (CPU/메모리 부족)
단일 실패점 인스턴스 1개 → 장애 시 모든 서비스 다운

2. 원인 분석: 10초 멈춤은 왜?

2-1. 리소스 경쟁 구조

┌─────────────────────────────────────┐
│  t3a.medium (2 vCPU, 4GB)           │
│  ├─ Apache (PHP)                    │
│  │  ├─ 요청 처리                     │
│  │  └─ DB 쿼리 (네트워크 기다림)    │
│  │                                  │
│  └─ MariaDB                         │
│     ├─ 쿼리 실행                    │
│     └─ 인덱스 스캔 (CPU/메모리 사용)│
│                                    │
│  리소스: CPU ◐◐  메모리 ◐◐         │
└─────────────────────────────────────┘

동시접속 150~200명:

  • 각 요청이 DB 쿼리 실행 → MariaDB가 리소스 사용량 증가
  • PHP도 동시에 요청 처리 → 둘이 2 vCPU를 놓고 경쟁
  • 결과: 한쪽이 기다리는 동안 다른 쪽이 처리 → 10초 멈춤

2-2. 실제 병목이 어디인가?

지난 분석 (01-07 문서)에서 발견:

  • DB 문제 多: 인덱스 부족, 함수로 감싼 조건(DATE(), HOUR() 등), N+1 쿼리
  • PHP도 함께: 동시 요청 처리에 CPU 필요

결론: DB와 PHP 둘 다 병목일 가능성 높음

→ DB만 분리해서는 부분적 개선만 가능


3. 비용 분석: 분리하면 저렴할까?

3-1. 시나리오별 월 비용 비교

시나리오 웹 서버 DB 서버 월 비용 변화 평가
현재 (분리 안 함) t3a.medium (없음) $67
시나리오 A t3a.small RDS micro $48 ↓10% 절감 (웹 성능↓ 위험)
시나리오 B t3a.small RDS small $58 ↓13% 절감 (안정성↑)
시나리오 C t3a.medium RDS micro $79 ↑18% 증가 (안정성↑)
시나리오 D t3a.medium RDS small $92 ↑37% 증가 (고가용성)

추가 비용 (모든 시나리오):

  • RDS 자동 백업: +$1~3/월
  • 멀티 AZ (선택): +$50~80/월
  • EC2 ↔ RDS 데이터 전송: 무료 (같은 VPC 내)

3-2. 비용 절감 결론

대부분 비용 증가 또는 현상 유지

  • t3a.small으로 다운사이징 시 10% 절감 가능 but 웹 성능 저하 위험
  • 안정성을 위해 t3a.medium 유지 필요 → 비용 18~37% 증가
  • 결론: 비용 절감 기대 어려움

4. 성능 분석: 10초 멈춤이 해결될까?

4-1. DB 분리의 성능 효과

시나리오 A: DB가 유일한 병목이었다면

분리 전:
  동시접속 (150~200) → PHP 대기 → DB 느림 → 멈춤 10초

분리 후:
  동시접속 (150~200) → PHP (빠름) + DB 서버 (독립) → 개선
  예상: 5~7초 감소 ⭐⭐⭐ (큰 효과)

시나리오 B: PHP도 병목이었다면 (가능성 높음)

분리 전:
  동시접속 (150~200) → PHP 과부하 + DB 과부하 → 멈춤 10초

분리 후:
  동시접속 (150~200) → PHP 여전히 과부하 + DB 서버 (독립) → 부분 개선
  예상: 2~3초 감소만 ⭐ (효과 제한적)

4-2. 실제로 DB만 분리하면 충분한가?

지난 분석(01-07)에서 발견된 쿼리 문제:

  • 인덱스 없이 120만 행 전체 스캔 (0.93초)
  • DATE(), HOUR() 함수로 인덱스 무효화
  • N+1 쿼리: 앱 10개 = DB 쿼리 10번
  • 동시접속 150명 × 이런 쿼리 = CPU 폭증

결론: DB 분리만으로는 완전 해결 불가. 인덱스+쿼리 최적화(안1) 필수.


5. 권장 순서: 안1~5를 먼저 적용하세요

5-1. 왜 DB 분리 전에 안1~5를 해야 하나?

단계 작업 비용 구현 시간 성능 효과 필수도
1단계 안1: 인덱스+쿼리 $0 2~3시간 18배 향상
2단계 안5 일부: N+1, SQL Injection $0 3~4시간 2~3배 향상
3단계 안2/안3: 집계, 아카이빙 $0 1~2주 지속적 개선
미래 DB 분리 (선택사항) $600~1000/연간 2~3일 부분 개선

안1 적용의 예상 효과:

현재 (느린 쿼리):
  ┌─ 동시접속 150명
  │  └─ 각각 0.93초 쿼리 × 5~10번
  │     = 평균 5~10초 지연
  └─ 인스턴스 꽉 찼음 → 10초 멈춤

안1 적용 후:
  ┌─ 동시접속 150명
  │  └─ 각각 0.05초 쿼리 × 5~10번
  │     = 평균 0.25~0.5초 지연
  └─ 여유 있음 → 멈춤 사라짐

5-2. 체계적 진행 계획

1주차: 안1 (인덱스+쿼리) 스테이징 테스트
      → 효과 확인 (EXPLAIN 전/후, 성능 측정)
      → 운영 적용

1~2주: 안5 일부 (N+1, SQL Injection) 적용
      → 추가 개선

3주 이상: 안2/안3 검토
         → 안1~2로도 충분하면 멈춤

필요하면: DB 분리 재검토
         (아마 불필요할 가능성 높음)

6. DB 분리 옵션 분석

6-1. 옵션 A: AWS RDS (관리형, 권장)

구성:

  • 웹 서버: t3a.small ($0.047/시간)
  • DB 서버: RDS db.t3.micro ($0.017/시간) 또는 db.t3.small ($0.034/시간)

장점:

✅ 자동 백업 (7일, 비용 포함)
✅ 자동 패치 (보안 업데이트 자동 적용)
✅ 멀티 AZ 옵션 (장애 자동 복구)
✅ CloudWatch 모니터링 (무료)
✅ 성능 인사이트 (데이터베이스 부하 가시화)

단점:

❌ 비용 증가 (월 $48~92)
❌ 커스터마이징 제한 (파라미터 일부 수정 불가)
❌ DB 직접 접근 제한 (일부 admin 작업 불가)
❌ 마이그레이션 다운타임 (1~2시간)

RDS 선택 기준:

선택 상황 비용 성능
db.t3.micro 안1~2 적용 후 여유 충분 $0.017/시간 충분
db.t3.small 안정성 우선 $0.034/시간 넉넉함

6-2. 옵션 B: 별도 EC2 인스턴스

구성:

  • 웹 서버: t3a.small ($0.047/시간)
  • DB 서버: EC2 t3a.small ($0.047/시간)

장점:

✅ 비용 낮음 (월 $67, 현재와 유사)
✅ 완전한 제어 (모든 설정 수정 가능)
✅ Synology 복제본과 동일 구조 (운영 경험 재사용)

단점:

❌ 직접 백업/관리 필요
❌ 자동 장애 복구 없음 (인스턴스 다운 → 수동 재시작)
❌ 보안 그룹 + 네트워크 설정 복잡
❌ 모니터링 스크립트 직접 작성/관리

6-3. 옵션 C: 분리하지 않음 (권장)

상황:

  • 안1 (인덱스+쿼리)로 10초 멈춤 해결됨
  • 안5 (N+1)로 동시접속 처리량 2~3배 향상
  • 결과: 150~200명 동시접속도 무리 없음

장점:

✅ 추가 비용 0원
✅ 구현 복잡도 낮음 (현재 구조 유지)
✅ 운영 단순함 (Docker 1개 관리)

단점:

❌ 단일 실패점 (인스턴스 다운 = 전체 서비스 다운)
   → 해결책: 08번 문서의 Synology 복제본 운영

7. 의사결정 프레임워크

7-1. 지금 바로 해야 할 것

즉시 (필수):

  1. 안1 적용 (인덱스+쿼리 개선)

    # 스테이징 DB에서 테스트
    # 1. 현재 쿼리 EXPLAIN 분석
    # 2. 인덱스 추가
    # 3. 쿼리 조건 개선
    # 4. EXPLAIN 재확인 (인덱스 사용 확인)
    # 5. 성능 측정 (느린 쿼리 로그)
    
    • 예상 시간: 2~3시간
    • 예상 효과: 10초 멈춤 → 무시할 수 있는 수준
  2. 안5 일부 적용 (N+1 제거)

    # SQL Injection 보안 수정 (3개 엔드포인트)
    # N+1 쿼리 제거 (앱 목록 조회)
    
    • 예상 시간: 3~4시간
    • 예상 효과: 추가 2~3배 성능 향상

7-2. 안1~2 적용 후 재평가

체크리스트:

☐ 안1 운영 적용 완료
☐ 1주일 모니터링 (slow query log, CPU 사용률)
  → 동시접속 150~200명 시 응답시간 확인
  → 10초 멈춤 재발 확인
  
결과:
☐ YES: 문제 해결됨 → DB 분리 불필요, Synology 복제만 운영
☐ NO: 문제 지속 → 안5 추가 적용
  
☐ 안5까지 적용 완료
☐ 2주 모니터링
  
결과:
☐ YES: 문제 해결됨 → DB 분리 불필요
☐ NO: 여전히 느림 → 다음 중 선택:
      (1) 안2/안3 적용 (구조 개선, 1~2주)
      (2) DB 분리 검토 (RDS, 2~3일)

7-3. DB 분리 결정 체크리스트

분리가 필요하면:

☐ 안1~5 모두 적용했으나 여전히 느림
☐ AWS 비용 증가를 감수할 수 있음
☐ 마이그레이션 다운타임 (1~2시간) 감수 가능

선택: RDS vs EC2
☐ 관리의 편의성 우선 → RDS 선택
☐ 비용 최소화 우선 → EC2 선택

8. DB 분리 구현 절차 (참고용)

8-1. 사전 준비

# 1. 현재 DB 전체 백업 (필수!)
mariadb-dump -h chocomae.jinaju.com -u backup -p \
  --single-transaction \
  chocomae > /backup/chocomae_before_separation_$(date +%Y%m%d).sql

# 2. 백업 파일 크기 확인 (보통 수백 MB)
ls -lh /backup/chocomae_before_separation_*.sql

# 3. 백업 정합성 확인
mariadb < /backup/chocomae_before_separation_*.sql chocomae -e "SELECT COUNT(*) FROM best_record;"

8-2. RDS 생성 (AWS Console)

1. RDS 대시보드 → "데이터베이스 생성"
2. 엔진: MariaDB 10.11
3. 인스턴스 클래스: db.t3.micro (비용) 또는 db.t3.small (안정)
4. 스토리지: 20GB (현재 데이터 + 여유)
5. 보안 그룹: 웹 서버 EC2 인스턴스만 접근 허용 (포트 3306)
6. 마스터 사용자 이름: admin
7. 마스터 암호: 강력한 비밀번호 (생성 후 AWS Secrets Manager 저장)
8. 백업: 7일 (기본값)
9. 멀티 AZ: 아니오 (비용 증가, 필요시 나중에)

8-3. 데이터 마이그레이션

# 1. RDS 엔드포인트 확인 (예: chocomae-db.c12345.us-east-1.rds.amazonaws.com)
RDS_ENDPOINT="chocomae-db.c12345.us-east-1.rds.amazonaws.com"

# 2. RDS에서 mariadb 데이터베이스 생성
mariadb -h $RDS_ENDPOINT -u admin -p -e "CREATE DATABASE chocomae CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci;"

# 3. 스키마 복원 (구조만)
mariadb -h $RDS_ENDPOINT -u admin -p chocomae < src/web/sql/make_db.sql
mariadb -h $RDS_ENDPOINT -u admin -p chocomae < src/web/sql/insert_app.sql

# 4. 데이터 복원 (백업 파일에서)
mariadb -h $RDS_ENDPOINT -u admin -p chocomae < /backup/chocomae_before_separation_*.sql

# 5. 데이터 정합성 확인
mariadb -h $RDS_ENDPOINT -u admin -p chocomae -e "SELECT COUNT(*) FROM best_record;"
# 기존과 동일해야 함

8-4. 애플리케이션 연결 변경

// src/web/server/setup/NA_service_db_setting.php 수정
// 변경 전:
// $hostName = "localhost";  // 또는 "mysql" (Docker)

// 변경 후:
// $hostName = "chocomae-db.c12345.us-east-1.rds.amazonaws.com";
// $userName = "admin";
// $userPassword = "RDS에서_생성한_암호";

8-5. 테스트

# 1. 스테이징 환경에서 먼저 테스트 (RDS + 로컬 웹 서버)
php src/web/server/player/get_login_key.php  # 기본 쿼리 테스트

# 2. 성능 테스트
ab -n 1000 -c 50 https://staging.chocomae.com/  # 50 동시접속

# 3. 운영 서버 웹 서버 설정 변경 (배포 훅 수정)
# → EC2의 Docker 컨테이너가 RDS를 가리키도록

# 4. 운영 환경 테스트 (트래픽 낮은 시간)

8-6. 롤백 계획

# 문제 발생 시 원래 상태로 복원
# 1. 웹 서버 DB 연결 정보 되돌리기
#    (localhost 또는 mysql로 변경)

# 2. Docker의 MariaDB 컨테이너 재시작
docker restart chocomae-mariadb

# 3. 운영 중단 시간: 10~15분

9. 체크리스트

지금 바로 할 것

  • 안1 (인덱스+쿼리) 문서 읽기: 02-option1-index-and-query-rewrite.md
  • 스테이징 DB에서 안1 테스트 (EXPLAIN 전/후)
  • 성능 향상 확인 후 운영 적용
  • 안5 일부 (N+1, SQL Injection) 문서 읽기: 06-option5-application-layer.md
  • 추가 성능 향상 측정

1~2주 후 재평가

  • 동시접속 150~200명에서 응답시간 측정
  • 10초 멈춤 현상 재발 확인
  • 필요 시: 안2/안3 검토
  • 필요 시: DB 분리 검토 (이때 이 문서 다시 읽기)

DB 분리 결정 시

  • 현재 DB 전체 백업 (필수)
  • RDS 또는 EC2 선택
  • 마이그레이션 계획 (다운타임 계획)
  • 스테이징에서 먼저 테스트
  • 모니터링 및 롤백 계획 수립

10. 최종 결론

질문 답변 근거
비용이 절감될까? 아니오. 증가할 가능성. 대부분의 조합이 월 비용 증가
CPU 부하가 줄까? ⚠️ 부분적. DB와 PHP 둘 다 병목 가능성 높음
10초 멈춤이 해결될까? ⚠️ 완전히 아니오. DB 분리만으로는 불충분, 안1 필수
지금 해야 할 일? 안1~5 적용! 비용 0원, 18배 성능 향상 예상
DB 분리 필요한가? 아마 불필요. 안1~5로 충분할 가능성 높음. 나중에 재평가.

최종 권장:

1. 안1 (인덱스+쿼리) 즉시 적용
   → 10초 멈춤 해결 가능성 매우 높음

2. 안5 일부 (N+1) 적용
   → 추가 성능 향상

3. 1~2주 후 모니터링
   → 문제 해결됨? → 끝. DB 분리 불필요.
   → 문제 지속? → 안2/안3 검토 → DB 분리는 마지막 선택지