[Data Engineering] 데이터 효율의 핵심: 증분 적재(Incremental Load) 5가지 패턴 분석

[Data Engineering] 데이터 효율의 핵심: 증분 적재(Incremental Load) 5가지 패턴 분석

[Data Engineering] 데이터 효율의 핵심: 증분 적재(Incremental Load) 5가지 패턴 분석

증분 적재의 필요성
데이터 파이프라인의 규모가 테라바이트(TB) 급으로 성장하면 전체 복사 방식은 소스 데이터베이스에 과도한 부하를 주고 네트워킹 비용을 급증시킵니다. 증분 적재는 데이터의 변경분(Delta)만을 처리함으로써 리소스 사용을 최적화하고 처리 속도를 획기적으로 개선합니다.

 

증분 적재의 5가지 핵심 패턴

1. 워터마크(Watermark)

워터마크는 소스 테이블 내에서 데이터의 삽입 또는 수정 시간을 나타내는 컬럼(예: updated_at, created_at)을 기준으로 삼는 방식입니다. 타겟 테이블에 저장된 가장 최근의 타임스탬프 값을 확인하고, 그 이후의 데이터를 추출합니다

  • 특징: 구현이 간단하며 대부분의 RDBMS 환경에서 범용적으로 사용됩니다.
  • 코드 예시 (SQL)
				
					-- 배치 실행 시 변수(:last_load_time)를 활용한 조건 절
SELECT * FROM source_table 
WHERE updated_at > :last_load_time;
				
			

 

 

2. CDC (Change Data Capture)

CDC는 데이터베이스의 트랜잭션 로그(Binary Log, WAL 등)를 직접 읽어 데이터의 변경 이벤트를 실시간으로 캡처하는 기술입니다. 애플리케이션 레벨의 쿼리 없이도 INSERT, UPDATE, DELETE를 모두 추적할 수 있습니다.

  • 특징: 소스 DB에 부하를 주지 않으며, ‘삭제(Delete)’ 된 데이터까지 완벽하게 감지할 수 있습니다.
  • 대표 도구: Debezium, AWS DMS, Flink CDC 등.

 

 

3. 업서트 (Upsert / Merge)

새로운 데이터는 삽입하고, 이미 존재하는 데이터는 최신 값으로 업데이트하는 방식입니다. 주로 분산 스토리지나 데이터 웨어하우스(DW)에 데이터를 적재할 때 중복을 방지하기 위해 사용됩니다.

  • 특징: 고유 식별자(Primary Key)를 기준으로 데이터의 최신 상태를 유지합니다.
  • 코드 예시 (PySpark/Delta Lake):
				
					from delta.tables import *

# Delta Lake의 Merge 기능을 활용한 Upsert
target_table = DeltaTable.forPath(spark, "/data/target_table")
incremental_df = spark.read.parquet("/data/incremental_source")

target_table.alias("target").merge(
    incremental_df.alias("updates"),
    "target.id = updates.id"
).whenMatchedUpdateAll().whenNotMatchedInsertAll().execute()
				
			

 

 

4. 지연 도착 데이터 처리 (Late Arriving Data)

실제 이벤트가 발생한 시간과 시스템에 데이터가 도달한 시간이 불일치할 때 발생하는 문제입니다. 배치 윈도우가 닫힌 후에 도달한 데이터를 놓치지 않기 위해 추가적인 로직이 필요합니다.

  • 특징: ‘이벤트 시간’과 ‘적재 시간’의 차이(Skew)를 허용하는 Grace Period를 설정하거나, 과거 파티션을 다시 업데이트하는 로직을 포함합니다.

 

 

5. 재처리 전략 (Reprocessing / Backfill)

증분 적재 과정에서 로직 오류가 발견되거나 데이터 유실이 발생했을 때, 특정 과거 시점의 데이터를 다시 적재하는 과정입니다.

  • 특징: 원자성(Atomicity)을 보장하기 위해 특정 날짜 파티션을 삭제 후 재생성하거나 Overwrite 옵션을 사용합니다.
  • 실천 팁: Airflow의 catchup=True 설정과 backfill 명령어를 사용하여 실패한 구간만 안전하게 재수행합니다.

 

 

환경에 맞는 패턴 선택 가이드

증분 적재 전략은 데이터의 성격과 인프라 환경에 따라 결정되어야 합니다.

  • 단순 배치 업무: 구현이 쉬운 워터마크 기반 방식을 우선 고려하세요.
  • 소스 DB 부하 최소화 및 실시간성: CDC 도입이 가장 효과적입니다.
  • 데이터 무결성 중요: 반드시 Upsert를 통해 중복 입력을 원천 차단해야 합니다.
  • 운영 안정성: 모든 증분 적재 파이프라인은 언제든 다시 실행할 수 있는 재처리(Backfill) 기능을 내포해야 합니다

 

오늘 정리한 5가지 패턴을 통해 더 견고하고 효율적인 데이터 플랫폼을 구축해 보시기 바랍니다.

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