[AWS] Amazon DocumentDB

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정의

Amazon DocumentDB 는 AWS 가 관리하는 문서 지향 (document-oriented) NoSQL 데이터베이스 로, MongoDB API 호환 을 제공합니다. Aurora 스타일의 shared cluster storage (6-way replicated across 3 AZ) 위에 문서 데이터 모델을 얹었습니다. 2019년 GA, 이후 Elastic Clusters (2023), Global Clusters, 최신 MongoDB API 버전 지원으로 확장되었습니다.

왜 DocumentDB 인가

• MongoDB 앱을 이관 without rewrite: 기존 mongo driver, aggregation pipeline, ODM (Mongoose) 그대로
• 관리형: patching, backup, HA, monitoring 자동
• Aurora-스타일 스토리지: 강한 내구성, 저지연 read replica
• Elastic Clusters: sharded scale-out 자동
• AWS 통합: IAM, VPC, KMS, CloudWatch, PrivateLink, S3 backup

vs Native MongoDB Atlas:

• DocumentDB 는 mongo API 호환 이지만 완전한 mongo 가 아님. 특정 명령 미지원.
• Atlas 는 완전 MongoDB. AWS marketplace 통합.
• DocumentDB 는 VPC only, IAM 통합.

MongoDB 호환성

호환 API 버전 (2026 기준): MongoDB 4.0, 5.0 wire protocol 지원.

지원되는 것

• Documents, collections
• CRUD (insertOne, find, updateOne, deleteMany, …)
• Aggregation pipeline ($match, $group, $lookup, $unwind, …)
• Change streams
• 대부분 index 유형 (single, compound, multikey, text, geospatial)
• MongoDB drivers (Node.js, Python, Java, .NET, Go, …)
• ODM: Mongoose (일부 제한)

지원 안 하는 것 (주요)

• Server-side JavaScript ($where, mapReduce 등)
• Custom aggregation operator ($function, $accumulator)
• 다중 collection 트랜잭션의 일부 기능
• 일부 admin 명령
• $expr 의 특정 표현 (버전에 따라)
• $vectorSearch (Atlas 전용, DocumentDB 는 별도 벡터 지원 없음)

호환성 확인: aws docdb-elastic supported-mongo-apis 또는 공식 문서 매트릭스.

아키텍처

Instance-based Cluster (Provisioned)

Primary Instance (Writer)
Reader Instances (최대 15)
        ↓
Shared Cluster Storage (S3 based, 6 copies × 3 AZ)

• Primary: 유일한 writer
• Readers: read scale-out, 자동 failover 대상
• 인스턴스 유형: db.t3, db.r5, db.r6g, db.r7g

Aurora 와 같은 스토리지 아키텍처: compute/storage 분리, 자동 확장 (최대 128 TiB).

Elastic Clusters (Sharded, 2023~)

Sharded 자동. 수백만 IOPS, 수 페타바이트 확장.

• Shard: 데이터 파티션
• Shard key: 파티션 기준 (choose wisely)
• 최소 shard: 1, 최대 32
• 각 shard 는 자체 replica (16 replica per shard)
• Rebalancing 자동

aws docdb-elastic create-cluster \
  --cluster-name my-elastic \
  --admin-user-name admin \
  --admin-user-password ... \
  --shard-capacity 2 \
  --shard-count 4 \
  --auth-type PLAIN_TEXT

Global Clusters

Cross-region low-latency read + DR.

• Primary region: read/write
• Secondary regions (최대 5): read-only
• Replication lag: ~1s 목표
• Failover 시 secondary -> primary 승격

연결 방법

mongosh

mongosh --host mycluster.docdb.us-east-1.amazonaws.com:27017 \
  --tls --tlsCAFile global-bundle.pem \
  --retryWrites=false \
  --username admin --password

주의: --retryWrites=false 필수 (DocumentDB 는 retryable write 미지원).

Node.js driver

const { MongoClient } = require('mongodb');

const uri = 'mongodb://admin:password@mycluster.docdb.us-east-1.amazonaws.com:27017/?tls=true&tlsCAFile=global-bundle.pem&retryWrites=false';

const client = new MongoClient(uri);
await client.connect();
const db = client.db('mydb');
const users = db.collection('users');

await users.insertOne({email: 'a@b.com', name: 'kim'});
const doc = await users.findOne({email: 'a@b.com'});

TLS 필수 (기본 활성). global-bundle.pem 은 AWS root CA.

Python (pymongo)

import pymongo
import urllib.parse

client = pymongo.MongoClient(
    f"mongodb://{urllib.parse.quote_plus('admin')}:{urllib.parse.quote_plus('password')}@mycluster.docdb.us-east-1.amazonaws.com:27017/",
    tls=True,
    tlsCAFile='global-bundle.pem',
    retryWrites=False,
)

db = client['mydb']
users = db['users']
users.insert_one({'email': 'a@b.com', 'name': 'kim'})

Index

// Single field
db.users.createIndex({email: 1}, {unique: true});

// Compound
db.orders.createIndex({user_id: 1, created_at: -1});

// Multikey (array)
db.products.createIndex({tags: 1});

// Text
db.articles.createIndex({title: "text", body: "text"});

// TTL (자동 만료)
db.sessions.createIndex({expiresAt: 1}, {expireAfterSeconds: 0});

// Geospatial
db.places.createIndex({location: "2dsphere"});

Aggregation Pipeline

db.orders.aggregate([
  {$match: {status: 'completed'}},
  {$group: {
    _id: '$user_id',
    total: {$sum: '$amount'},
    count: {$sum: 1}
  }},
  {$sort: {total: -1}},
  {$limit: 10},
  {$lookup: {
    from: 'users',
    localField: '_id',
    foreignField: '_id',
    as: 'user'
  }},
  {$unwind: '$user'}
]);

대부분 stage 지원. 자세한 매트릭스는 공식 문서.

Change Streams

DB 변경 이벤트 실시간 스트림.

const changeStream = db.orders.watch([
  {$match: {'fullDocument.status': 'completed'}}
]);

changeStream.on('change', (event) => {
  console.log('New completed order:', event.fullDocument);
});

Kafka Connect, Kinesis, Lambda 등과 조합.

백업 & 복구

• Automated backup: 최대 35일 (기본 1일)
• Manual snapshot: 무제한
• PITR (Point-in-time Recovery): 초 단위
• Cross-region copy: DR

모니터링

CloudWatch metrics:

• CPUUtilization, FreeableMemory, BufferCacheHitRatio
• DatabaseConnections, ReadIOPS, WriteIOPS
• ReplicaLag, ClusterReplicaLagMaximum

Performance Insights: 쿼리별 latency, top waits.

Audit logs: CloudWatch Logs 로.

보안

• VPC only (public endpoint 없음)
• TLS 필수 (기본 강제)
• KMS: 저장 암호화
• IAM:
  • AWS IAM authentication: passwordless (MONGODB-AWS 인증 메커니즘)
  • IAM policy 로 API 접근 제어 (management API)
• Fine-grained access: 사용자/role 기반 RBAC
• Field-level encryption: MongoDB 5.0+ 유사 기능

스토리지 & 스케일링

Instance-based

• Storage: 자동 확장, 최대 128 TiB
• Read scale: replica 추가 (최대 15)
• Write scale: primary 인스턴스 upsize (수직)

Elastic Cluster

• Storage: shard 수 × 최대 크기 (수 페타바이트)
• Read + Write scale: shard 추가

요금

• 인스턴스 시간당 (instance-based)
• RCU/WCU 시간당 (elastic, shard capacity)
• Storage GB-월
• IO 요청 (I/O optimized 옵션)
• Backup storage
• Data transfer

Provisioned IOPS 별도 없음 (Aurora 유사, 사용량 기반).

DocumentDB vs 대안

DB	강점	약점
DocumentDB	AWS 관리형, mongo API	완전한 mongo 아님, VPC only
MongoDB Atlas	Real MongoDB, all features	별도 벤더
DynamoDB	Serverless, single-digit ms	key-value 지향, JSON 다르게
Firestore	GCP, offline sync	GCP 종속
Cosmos DB	Multi-model, multi-region	Azure

사용 사례

• User profiles: 유연한 스키마
• Content management: 문서, 게시물
• Product catalog: 다양한 속성
• Real-time analytics: change streams
• IoT: 시계열 이벤트
• Personalization: 사용자별 다른 필드

마이그레이션 (MongoDB -> DocumentDB)

1. DMS

AWS Database Migration Service. Full load + CDC.

MongoDB source ── DMS (CDC) ── DocumentDB

2. mongodump / mongorestore

작은 데이터셋:

mongodump --uri "mongodb://source" --out backup/
mongorestore --uri "mongodb://target" backup/

3. Change Streams + 자체 도구

Cutover 시점을 다운타임 없이.

호환성 사전 검증

aws docdb describe-events   # 마이그레이션 이벤트

또는 MongoDB compatibility tool 로 사전 확인.

함정

관련 위키

• RDS - 관계형 대안
• Neptune - 그래프 대안
• Redshift - 분석 대안
• S3 - 백업 저장
• IAM - IAM 인증
• KMS - 저장 암호화
• VPC - 네트워크
• CloudWatch - 모니터링
• MVCC - 트랜잭션 배경