oracle database connection String 설정에 대해 알아봅니다.

JDBC Driver

JDBC 드라이버는 Java App이 데이터베이스와 상호작용(데이터를 가져오거나 저장)하는 것을 가능하게 합니다. JDBC 클래스는 java.sql 패키지에 포함되어 있습니다. javax.sql.JDBC는 아래와 같은 역할을 합니다.

• 데이터베이스와 같은 데이터 소스와의 연결
• 쿼리를 전송
• 작성한 쿼리에 대한 응답(데이터)을 처리하고 반환

JDK와 함께 제공되는 java.sql 패키지에는 기능을 구현하고 있는 여러 클래스를 포함하고 있으며, 서드 파티 드라이버를 이용하여 실제로 구현할 수 있습니다. 서드 파티 공급자(vendor)는 그들의 데이터베이스 드라이버에 java.sql.Driver 인터페이스를 구현해야합니다. 이러한 JDBC 드라이버는 사용되는 기술과 연결되는 데이터베이스에 따라 4가지 타입으로 구분됩니다.

Type-1: Bridge Driver

Type-1 Driver JDBC는 브릿지 드라이버(bridge driver)라고도 불립니다. Type-1은 각각의 클라이언트에 설치된 ODBC 드라이버에 접근할 수 있는 다리(bridge)를 제공합니다. Type-1은 JDBC 메소드 호출(calls to JDBC methods)를 ODBC 함수 호출(calls to ODBC functions)로 치환합니다. 브릿지 드라이버는 설치되어있는 ODBC 드라이버에 의해 제공되는 데이터베이스 연결에 JDBC App이 즉각 접근할 수 있도록 합니다.

• 장점
  • 하나의 드라이버로 다른 데이터 소스에 접근할 수 있습니다.
  • 모든 ODBC가 제공되는 데이터베이스에 사용할 수 있습니다.
• 단점
  • Java APP은 ODBC에만 의존해야합니다.
  • 모든 클라이언트는 ODBC를 설치해야합니다.
  • JDBC 메소드 호출을 ODBC 함수 호출로 변환하기 때문에 성능이 하락할 수 있습니다.

Type-2: Oracle Call Interface(OCI) Driver

Oracle client 설치와 함께 클라이언트 측에서 사용됩니다. App과 함께할 때에만 사용될 수 있습니다. 즉, Type-2 드라이버는 Java App과 함께 사용됩니다. Type-2 드라이버는 특정 플랫폼에 맞는 OCI 라이브러리를 요구합니다. InterProcessCommunication(IPC), named pipes, TCP/IP, Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange(IPX/SPX)를 포함하는 설치된 모든 Oracle Net adapter를 지원합니다.

Java와 C를 이용하여 작성된 OCI 드라이버는 C-entry 포인트를 호출하는 네이티브 메서드를 이용하여 JDBC 호출을 OCI 호출로 변환합니다. 이러한 호출 과정에서 Oracle Net Service를 이용하여 데이터베이스와 커뮤니케이션합니다.

OCI 드라이버는 클아이언트 컴퓨터에 설치되어 있는 OCI 라이브러리, C-entry points, Oracle Net, core 라이브러리와 다른 필수적인 파일들을 이용합니다.
OCI는 3세대 언어의 네이티브 프로시저 또는 함수 호출을 사용하여 Oracle Database에 액세스하고 SQL 문 처리의 모든 단계를 제어하는 응용프로그램을 만들 수 있는 API입니다.

Type-3: Network Protocol Driver

JDBC 호출을 직간접적으로 vendor-specific database protocol로 변환해주는 application server를 이용합니다. Type-3 드라이버는 JDBC 호출을 middleware vendor’s protocol로 변환합니다. 이후에 변환된 프로토콜은 다양한 데이터베이스에 연결을 제공하고 있는 middleware server에 의해 database-specific protocol로 다시 변환됩니다.

middleware는 OS와 OS에서 실행되는 App 사이에 있는 소프트웨어입니다. 필수적으로 hidden translation layer로서 기능하면서, middleware는 분산 응용프로그램(distributed application)을 위한 데이터 매니지먼트와 커뮤니케이션을 가능케 합니다.

• 장점
  • 사용자가 여러 개의 데이터베이스에 연결해야하고, 하나의 드라이버를 사용하고 싶을 경우에 사용됩니다.
  • 이미 서버에 설치되어 있으므로 클라이언트 측에 드라이버 코드를 설치할 필요가 없습니다.
  • 백엔드 서버 컴포넌트는 데이터베이스가 실행되고 있는 OS에 최적화되어있습니다.
  • Type-1, Type-2에 비해 좋은 성능을 보입니다.
• 단점
  • middleware가 다른 머신에서 실행 중이라면, Type-4가 더 효과적일 수 있습니다.
  • database에 특화된 코드가 middleware 서버에 설치되어 있어야합니다.

Type-4: Native Protocol Driver

데이터베이스와 직접적으로 상호작용합니다. native database library를 필요로 하지 않기 때문에 Thin Driver라고도 불립니다. native library는 물론, middleware server도 필요로 하지 않으므로, no-client-side이며 no-server-side로 설치됩니다. 완벽하게 Java로 작성되어 있기 때문에 이동가능한(portable) 드라이버입니다.

Thin Driver는 JDBC 호출을 직접적으로 vendor-specific database protocol로 변환합니다. 또한, Thin Driver는 플랫폼에 영향을 받지 않습니다(platform-independent). 하지만, native protocol을 사용하기 때문에 데이터베이스에 영향을 받습니다.(Protocol can establish a connection between particular server only)

JDBC Name URL

JDBC NAME URL의 템플릿은 아래와 같습니다.

jdbc:oracle:[driver_type]:[username/password]@[database_specifier]

이 중 driver_type과 database_specifier에 대해서 설명해보고자 합니다.

driver_type

어떤 driver_type을 사용하는지를 결정합니다. 드라이버 타입에 맞는 이름을 작성해주어야합니다.

server-side internal driver: kprb

server-side internal driver를 사용하는 경우에 kprb로 입력해야합니다. 이 경우에 다른 속성은 모두 무시됩니다.

Connection conn = DriverManager.getConnection 
                  ("jdbc:oracle:kprb:@" + database, user, password);

JDBC Thin or OCI Driver: thin/oci

Thin이나 OCI 드라이버를 사용하는 경우입니다.

• URL 세팅이 user/password를 포함할 수 있다면, 아래와 같이 작성합니다. 특히, thin이 이에 해당합니다.
  jdbc:oracle:thin:HR/hr@localhost:5221:orcl
• url property가 존재한다면, tnsEntry, driverType, portNumber, networkProtocol, serverName, databaseName property는 모두 무시됩니다.
• tnsEntry property가 존재하고, url property가 존재하지 않는다면, databaseName, serverName, portNumber, networkProtocol property는 모두 무시됩니다.
• OCI 드라이버를 사용하고 networkProtocol이 ipc로 셋팅되어있다면, 다른 셋팅은 모두 무시됩니다.

database_specifier

database specifier는 어플리케이션이 연결을 필요로하는 특정 데이터베이스를 확인하기 위해 사용됩니다. 일부 데이터베이스는 오직 thin에서만, 혹은 오직 oci 드라이버에서만 작동합니다. thin, oci 모두 사용할 수 있는 데이터베이스(oracle)도 존재합니다.

IPv6를 지원한다

 jdbc:oracle:thin:@(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)
    (HOST=[2001:0db8:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210])(PORT=5521))
    (CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=sales.example.com))

위처럼 IPv6로 host를 전달할 수 있습니다.

Supported Database Specifiers

데이터베이스에 따라 database specifier를 사용할 수 있는 드라이버 타입이 다릅니다. 구체적인 내용은 아래 표와 같습니다.

2-Node RAC DB Stystem

database specifier를 작성할 때, ADDRESS_LIST라는 옵션은 왜 존재하는 것일까요? 위의 예시에서 ADDRESS_LIST에 2개의 host가 작성되어있음을 확인할 수 있습니다.

jdbc:oracle:thin:@(DESCRIPTION=  (LOAD_BALANCE=on) 
  (ADDRESS_LIST=  
    (ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=host1)(PORT=5221)) 
    (ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=host2)(PORT=5221))) 
  (CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=orcl)))

이는 oracle이 2-Node RAC(Real Application Clusters) DB System을 지원하기 때문입니다. 이는 고가용성(High Availability)를 위해 고안된 시스템입니다.

이러한 구조를 갖게 되면, 메인으로 연결된 노드(Node1)에 대한 연결이 실패하더라도, 예비 노드(Node2)로 즉각 연결하여 DB 연결이 끊어지는 문제를 방지할 수 있습니다.
2-Node RAC DB System이 주는 장점은 아래와 같습니다.

1. Load balancing
   DB에 요청이 많을 경우 2개 노드에 분산하여 처리할 수 있습니다(로드 밸런싱). 다만 성능 이슈가 발생할 수 있으므로 해당 옵션은 꺼두는 것을 권장합니다(LOAD_BALANCE=OFF).
2. SCAN (Single Client Access Name)
   node에 대해 기술하지 않아도, RAC failover가 가능합니다. 기존에는 initial node와 failover node를 설정해야했지만, JDBC URL를 작성하여 oracle과 연결하면 SCAN이 자동으로 initial/failover를 선택합니다.
3. High availability (Failover)
   최초 연결 시에 FAILOVER=ON 옵션을 주고 연결하면 timeout 내에 해당 노드와 연결이 되지 않았을 때 다른 노드로 자동으로 연결을 수행합니다.
4. High availability (Failover), continued
   이러한 고가용성은 연결 중에도 작동합니다. 연결된 노드에 장애가 발생하여 connection이 중간에 끊어지면 다른 노드로 자동으로 연결을 수행합니다. 이때, lifespan 옵션을 설정하면 장애가 발생한 노드가 복구되었는지 확인하여 기존 노드로 연결을 수정합니다.

[참고]
JDBC – Type 1 Driver
Overview of Oracle JDBC Drivers
JDBC in the Server: the Server-Side Internal Driver
oracle-featConnecting
oracle-urls
Using Oracle Real Application Clusters (RAC) for High Availability