[나는 취하고싶다.]

XML데이터의 효율적인 관리와 활용을 위해 XML데이터의 특성에 맞는 새로운 저장소의 필요성이 증가하면서 수많은 네이티브 XML데이터베이스 제품들이 빠른 속도로 시장에 등장했다. 네이티브 XML데이터베이스들은 공통적으로 XML데이터를 본래의 XML 포맷 그대로(native XML) 다루어 데이터의 분해 및 재조합이 필요없으며 XPath, XQuery, XML스키마(Schema) 등 XML표준을 광범위하게 지원한다. 또한 데이터베이스 내부적으로 XML데이터 내의 일부 노드에 대한 부분적 갱신(partial update)을 지원한다.

XML데이터의 저장 시점에 DTD

(Document Type Definition) 또는 XML스키마를 이용한 유효성 검증(validity check)을 할 수 있으나 스키마 없는 잘 정립된 도큐먼트 또한 저장할 수 있어 스키마 변경이 잦거나 스키마를 갖지 않는 임의의 XML문서까지 수용할 수 있는 유연성을 제공한다.

네이티브 XML데이터베이스의 주요 기능

네이티브 XML 데이터베이스에서 제공해주는 많은 기능 중 공통적으로 제공하는 주요 기능들은 다음과 같다.

△도큐먼트 컬렉션(Document Collection): 네이티브 XML데이터베이스는 도큐먼트들을 쿼리 또는 조작할 수 있는 일정단위로 관리한다. 이는 관계형 데이터베이스의 테이블 또는 파일시스템에서 디렉토리와 유사한 개념이다. 예를 들어 구매 주문서를 네이티브 XML데이터베이스에 저장하는 경우 구매 주문 컬렉션을 정의하면 해당 컬렉션(즉 구매주문 컬렉션)내의 도큐먼트로 쿼리를 제한할 수 있다.

△질의 언어(Query Languages): 대부분의 네이티브 XML 데이터베이스는 W3C XQuery 또는 XPath 기반의 쿼리 언어를 지원한다. 쿼리의 범위는 전문 검색·쿼리(full-text search·query)에서부터 다중 도큐먼트로부터 프레그먼트들을 재결합하는 쿼리까지 다양할 수 있다.

△갱신 및 삭제(Updates and Deletes): 네이티브 XML데이터베이스는 도큐먼트를 갱신하고 삭제하는데 대한 다양한 정책을 가지고 있으며 각 제품마다 자체적인 언어를 가지고 있거나 XMLDB 이니셔티브로부터 만들어진 XUpdate 언어를 지원한다.

△트랜잭션, 락킹, 동시성(Transac-tions, Locking, Concurrency): 거의 모든 XML 데이터베이스는 트랜잭션을 지원한다. 락킹은 보통 도큐먼트의 프레그먼트 레벨보다는 전체 도큐먼트 레벨에서 지원되고 있다.

△API(Application Programming Interfaces): 대부분의 네이티브 XML 데이터베이스는 프로그래밍 API를 제공한다. 이러한 API는 데이터베이스에 대한 연결, 메타데이터 탐색, 쿼리 수행, 결과 가져오기 등을 위한 메소드를 갖는다. 일반적으로 XML 문자열, DOM 트리, 또는 리턴된 도큐먼트에 대한 SAX 파서나 XMLReader 등으로 결과셋이 리턴된다. 만약 쿼리가 다중 도큐먼트를 리턴할 수 있다면 결과셋을 통해 반복적으로 작업하기 위한 메소드 역시 사용 가능하다. 대부분의 네이티브 XML데이터베이스에서는 HTTP를 통해서 쿼리를 수행하고 결과를 리턴해 주는 기능 역시 제공해 준다.

△라운드-트리핑(Round-Tripping): 네이티브 XML데이터베이스의 중요한 기능 중 하나는 XML도큐먼트를 라운드-트리핑 할 수 있다는 것이다. 즉, XML 도큐먼트를 네이티브 XML데이터베이스 내에 저장하고 도큐먼트를 저장할 때와 같은 상태로 그대로 복원하여 다시 가져올 수 있다. CDATA 섹션, 엔티티, 주석문, 그리고 프로세싱 명령어 등과 같은 것들이 도큐먼트를 형성하기 때문에 이는 도큐먼트-중심 애플리케이션에서는 중요하다. 또한 도큐먼트의 정확한 복사본을 유지해야 하는 법률 및 의학 또는 EDI 애플리케이션에서는 필수적인 기능이다. 모든 네이티브 XML데이터베이스는 엘리먼트, 어트리뷰트, PCDATA, 그리고 도큐먼트 순서 레벨에서 도큐먼트를 라운드-트립할 수 있다. 얼마나 많이 라운드-트립할 수 있는지는 데이터베이스에 따라 다르다.

<그림1> 타미노 XML 서버 

<그림2> 컬렉션과 doctype, 도큐먼트

△리모트 데이터(Remote Data): 몇몇 네이티브 XML 데이터베이스는 데이터베이스 내에 저장되어 있는 도큐먼트 내에 리모트 데이터를 포함할 수 있다. 일반적으로 ODBC, OLE DB, 또는 JDBC 등을 이용하여 관계형 데이터베이스로부터 가져온 데이터이고 테이블-기반 매핑 또는 객체-관계형 매핑을 이용하여 모델링 된다.

△인덱스(Indexes): 대부분의 네이티브 XML 데이터베이스는 엘리먼트 및 어트리뷰트 값의 인덱싱을 지원한다. XML데이터베이스가 아닌 것처럼 인덱스는 쿼리의 속도를 빠르게 하기 위해 사용된다.

네이티브 XML데이터베이스의 아키텍처

네이티브 XML 데이터베이스 제품들은 데이터의 저장·관리를 위해 각각 다른 접근법을 사용했고, 따라서 다양한 스토리지 아키텍처를 채택하고 있다. 현재 주요 네이티브 XML데이터베이스들의 스토리지 아키텍처는 XML 데이터를 계층적인 트리 구조로 매핑하는 계층형(Hierarchical)과 XML 저장을 위해 OODBMS를 사용한 객체-지향(Object-oriented), 전체 XML 도큐먼트를 텍스트 형태로 저장하는 텍스트기반, 제품별 자신만의 바이너리 형태를 만들어서 사용하는 특정 바이너리(proprietary binary)형 등으로 분류할 수 있다.

네이티브 XML데이터베이스 제품

현재 시장에는 다양한 네이티브 XML데이터베이스 제품들이 나와있으며, 대표적인 네이티브 XML데이터베이스 제품에는 소프트웨어AG사의 Tamino XML Server를 들 수 있다. 또 IXIA의 TEXTML Server, NeoCore의 Neo

Core XMS, Ipedo의 Ipedo XML 데이터베이스, Sonic Software의 Sonic eXtensible Information Server, TeraText Solutions의 TeraText DBS, OpenLink Software의 Virtuoso 등이 시장에 나와 있다. 한편 eXist, Berkeley DB XML 등은 오픈 소스로 제공되는 네이티브 XML데이터베이스이다.

타미노 XML서버

네이티브 XML데이터베이스라는 용어는 1999년 소프트웨어AG사의 타미노(Tamino) XML 데이터베이스 제품 캠페인에서 처음으로 나온 말이다. 이후 네이티브 XML데이터베이스라는 용어가 널리 사용되게 되었으며, 같은 제품을 개발하는 업체들 사이에 공통적인 용어로서 자리잡게 된 것이다. 네이티브 XML데이터베이스에 대한 이해를 돕기 위해 대표적인 네이티브 XML 데이터베이스인 타미노 XML서버의 아키텍처와 저장 방식, 주요 기능을 XML 데이터 관리와 관계되는 기능 위주로 살펴본다. <그림 1>은 타미노 XML서버의 아키텍처를 보여주고 있다.

△네이티브 XML 스토리지: 타미노는 XML데이터를 네이티브 XML 스토리지에 저장한다. XML데이터는 스키마(DTD 또는 XML Schema)를 가지는 데이터와 스키마 없는 잘 정립된 도큐먼트 모두 저장 가능하다. 스키마가 있는 데이터의 경우 데이터가 저장될 때 미리 정의된 스키마에 의해 유효성 검증이 이루어진다. 디스크 공간을 절약하고 I/O를 줄여 성능을 향상하기 위해 데이터 압축(compression)기능을 제공한다.

△컬렉션(collection)과 Doctype, 도큐먼트(document): 타미노 데이터베이스는 여러 개의 컬렉션(collection)들로 이루어진다. 컬렉션은 XML 도큐먼트의 그룹들을 담고 있는 컨테이너이다. 컬렉션 내에는 여러 개의 doctype들이 담길 수 있는데, doctype은 XML데이터의 루트 엘리먼트(root element)로 선언된 엘리먼트로, 각 스키마별로 하나의 doctype이 정의된다. 실제 하나의 XML 도큐먼트는 doctype 내 하나의 인스턴스(instance)로 저장되게 된다. 관계형 데이터베이스의 테이블에 비유하자면 관계형 테이블은 doctype, 열(row)은 XML인스턴스(instance)에 비유될 수 있다. 즉, 데이터들이 테이블 내 열(row)로 저장되듯이 XML 데이터는 doctype 내 XML 인스턴스(instance)로 저장되는 것이다. 스키마의 정의는 GUI로 제공되는 타미노 스키마 편집기에서 DTD 또는 XML 스키마를 읽어들여 인덱스 등의 부가 정보를 입력한 후 정의한다.

<그림3> W3C XQuery기반 질의어

△XML데이터 질의: 계층적 구조의 XML 문서에 대한 질의는 문서의 구조에 따라 조건을 주는 구조적 검색이나 문서 트리의 일부분을 질의하는 등 XML의 특성에 따라 여러 가지 요구사항이 나타난다. RDBMS의 테이블에 대한 질의로 SQL을 사용하듯이 XML 데이터의 구조에 맞는 다양한 질의를 지원하는 강력한 메커니즘이 필요하다. Tamino는 W3C XPath를 확장한 질의 언어인 X-Query와 W3C XQuery 기반 질의어의 두 가지를 제공한다. X-Query는 직관적인 질의어로 하나의 doctype에 대한 질의에 적합하며 XQuery는 join, ordering, 질의 결과문서 재구성(element constructors) 등 보다 강력하며 다양한 기능을 지원한다.

△XML 데이터 갱신 및 삭제: XML 인스턴스 단위의 Insert·Update·Delete뿐 아니라 XQuery 문법과 개념을 차용한 노드단위 갱신(Node Level Update) 문장을 지원한다

△API(Application Programming Interfaces): 타미노에 접근하는 애플리케이션을 위해 Java, C, Jscript, ActiveX 등을 위한 클라이언트 API를 제공한다. DOM, SAX, JDOM, Stream 형태 등을 지원한다.

△X-Node: 관계형 데이터베이스에 저장된 데이터 소스를 타미노와 연계하여 XML형태로 활용하기 위한 기능을 제공한다. 관계형 테이블의 열(column)들은 타미노 스키마의 엘리먼트 또는 어트리뷰트에 매핑된다. X-Node는 클라이언트 애플리케이션에게 분산된 기업 데이터를 마치 하나의 데이터베이스로부터 조회된 정보처럼 보이게 하는 뷰(view)를 제공한다.

△기타 툴(Tool): 네이티브 XML 데이터베이스들은 XML데이터 저장 스토리지와 검색기능과 같은 기본적인 기능 외에도 XML과 관련 표준 기반 애플리케이션 개발과 관리 툴 등 위한 다양한 부가 기능들을 제공한다. 타미노 또한 이러한 부가 기능들을 제공한다. 즉, 타미노에 저장된 XML 자료를 손쉽게 접근하고 질의 등을 수행할 수 있는 윈도 탐색기와 같은 GUI를 제공하는 X-Plorer, W3C XML 스키마 기반의 타미노 스키마를 편집할 수 있는 스키마 편집기, 표준 웹 브라우저에서 사용 가능한 GUI를 통하여 웹 기반에서 데이터베이스 생성·서버의 시작과 종료·백업과 복구 등 시스템 관리의 모든 것을 수행할 수 있도록 하는 타미노 매니저, 웹기반 정보자원 공동저작을 위한 표준인 WebDAV를 구현한 타미노WebDAV Server, 애플리케이션 개발자들이 최소의 노력으로 XML기반 애플리케이션을 개발할 수 있는 X-Application 등이 그것이다