MongoDB 개요 및 설치, 환경설정

1. MongoDB 개요

1.1 정의 및 개요

  • 정의
    • 현대 애플리케이션 개발 환경에 맞춰 설계된 대표적인 오픈소스 NoSQL(Not-Only SQL) 데이터베이스
  • 특징
    • 전통적인 관계형 데이터베이스(RDBMS)가 데이터를 엄격한 테이블(행과 열) 구조로 관리하는 반면,
    • MongoDB는 데이터를 자유로운 형태의 도큐먼트(Document) 형식으로 저장함
    • MongoDB의 명칭은 ‘어마어마하게 큰’이라는 뜻의 ‘Humongous’에서 유래
      • 이름에 걸맞게 대용량 데이터 처리와 뛰어난 확장성을 자랑함
  • 탄생 배경 및 의의
    • 과거에는 정형화된 텍스트 데이터가 주를 이루었지만,
    • 스마트폰과 클라우드의 발전
      🡲 로그 파일, 소셜 미디어 피드, 이미지/영상 메타데이터 등
      구조가 일정하지 않은 비정형/반정형 데이터가 폭발적으로 증가함
    • MongoDB는 이러한 대규모 비정형 데이터를
      • 스키마 변경에 따른 부담(서비스 중단, 마이그레이션 공수 등) 없이 유연하게 적재하고,
      • 초당 수만 건의 읽기/쓰기 작업을 안정적으로 처리하기 위해 고안됨
    • 현재는 전 세계 개발자들이 가장 선호하는 대표적인 NoSQL 솔루션으로 자리 잡고 있음

1.2 도큐먼트 지향 아키텍처

  • 데이터를 JSON(JavaScript Object Notation)과 유사한 구조인 BSON(Binary JSON) 포맷의 도큐먼트로 저장함

  • BSON 포맷
    • JSON의 인간 친화적인 형태를 유지하면서도, 컴퓨터가 빠르게 읽고 쓸 수 있도록 이진(Binary) 형태로 인코딩된 포맷
    • 타임스탬프나 바이너리 데이터 같은 추가적인 데이터 타입을 지원함
  • 유연한 임베디드 구조
    • RDBMS에서는 복잡한 관계를 표현하기 위해 여러 테이블을 만들고 JOIN을 수행해야 함
    • MongoDB는 하나의 도큐먼트 내부에 배열(Array)이나 하위 도큐먼트(Sub-document)를 중첩하여 관련 데이터를 한 번에 저장할 수 있음
      • 데이터 모델
        • RDBMS의 ‘테이블(Table)’ 🡲 ‘컬렉션(Collection)’에 대응
        • RDBMS의 ‘행(Row)’ 🡲 MongoDB의 ‘도큐먼트(Document)’에 해당
      • 스키마리스(Schema-less)
        • 고정된 스키마가 없음 🡲 같은 컬렉션 내에서도 각 도큐먼트가 서로 다른 필드 구조를 가질 수 있음

1.3 주요 특징

  • 동적 스키마 (Schema-less)
    • RDBMS처럼 미리 데이터 구조(칼럼 타입, 길이 등)를 정의하지 않고 데이터를 바로 삽입할 수 있음
    • 같은 컬렉션 안에 있더라도 각 도큐먼트는 서로 다른 필드를 가질 수 있음
      🡲 비즈니스 요구사항이나 데이터 포맷이 수시로 바뀌는 환경에 최적화
    • 데이터 요구사항이 변경되어도 복잡한 ALTER TABLE 과정 없이 즉시 필드를 추가하거나 수정할 수 있음
  • 쉬운 수평 확장 (Horizontal Scalability)
    • 데이터베이스 자체에서 강력하게 지원하는 샤딩(Sharding) 기술을 통해 데이터를 여러 서버에 분산 저장
      🡲 대용량 트래픽과 데이터를 효율적으로 처리
      • 샤딩(Sharding): 데이터의 양이 늘어나면 비싼 고성능 서버로 교체하는 대신, 저렴한 일반 서버를 여러 대 추가하여 성능을 높이는 기술
  • 고가용성과 레플리카 셋 (Replica Set)
    • 데이터를 자동으로 복제하여 여러 서버에 분산 저장하는 레플리카 셋 기능을 제공
    • 주 서버(Primary)가 다운되면 백업 서버(Secondary) 중 하나가 자동으로 주 서버로 승격되어 서비스가 중단 없이 유지됨
  • 인덱싱과 강력한 쿼리 언어
    • SQL 못지않게 복잡한 데이터 분석과 통계를 처리할 수 있는 집계 프레임워크(Aggregation Framework) 내장
    • 도큐먼트의 내장된 필드나 배열 속성에도 인덱스를 걸 수 있어 빠른 검색이 가능함
    • 지형 정보에 대한 쿼리를 지원하기 위한 인덱스인 위치 기반 쿼리 지원

1.4 장점과 단점

구분장점 (Pros)단점 (Cons)
유연성데이터 모델이 복잡하거나 자주 변하는 프로젝트에 최적화됨데이터 구조가 너무 자유로워 관리가 소홀하면 데이터 일관성이 깨질 수 있음
성능복잡한 JOIN 연산 없이 한 번의 쿼리로 관련 데이터를 모두 가져올 수 있어 읽기 속도가 빠름메모리(RAM) 사용량이 상대적으로 많으며, 데이터 중복 저장으로 인해 저장 공간 소비가 큼
확장성서버를 추가하는 것만으로 성능을 확장하기 용이함(Scale-out)다중 문서 트랜잭션(Transaction) 지원이 강화되었으나, RDBMS에 비해서는 여전히 제약이 있음
개발 속도객체 지향 프로그래밍 코드와 데이터 구조(JSON)가 유사해 개발 생산성이 높음복잡한 JOIN이 빈번하게 필요한 정형 데이터 처리에는 부적합할 수 있음

1.5 주요 활용 사례

  • MongoDB는 정형화되지 않은 대량의 데이터를 빠르게 처리해야 하는 분야에서 빛을 발함
    • 빅데이터 및 실시간 분석
      • 로그 데이터, 소셜 미디어 피드, 센서 데이터 등 다양한 형태의 데이터를 수집하고 분석할 때 사용됨
    • 콘텐츠 관리 시스템(CMS)
      • 기사, 비디오, 이미지 등 각기 다른 속성을 가진 콘텐츠를 하나의 시스템에서 유연하게 관리할 수 있음
    • 전자상거래 및 카탈로그
      • 제품마다 옵션(색상, 사이즈, 사양 등)이 제각각인 상품 정보를 저장하는 데 유리함
    • 개인화 서비스
      • 사용자별 프로필, 행동 패턴, 설정 값 등 개별화된 데이터를 저장하고 조회하는 데 효율적임
    • 모바일 및 게임
      • 빠른 업데이트가 필요하고 트래픽 변동이 심한 게임 서버의 유저 정보 및 상태 저장소로 애용됨


  • MongoDB는 “빠른 개발 속도”와 “대규모 확장성”이 필요한 현대적 서비스에 최적화된 도구
  • 데이터의 구조가 명확하고 금융권처럼 엄격한 트랜잭션 일관성이 최우선이라면 RDBMS가 유리하겠지만,
  • 변화무쌍한 비즈니스 환경에서 데이터를 민첩하게 다루고 싶다면 MongoDB는 최고의 선택지 중 하나가 될 것

2. MongoDB의 설치

  • MongoDB Community Edition 설치를 기준으로 함

2.1 Windows 환경에서 설치

  • 윈도우 환경에서는 GUI 설치 마법사(.msi)를 제공하므로 비교적 직관적으로 설치할 수 있음

  • 단계 1: 설치 파일 다운로드
    1. MongoDB 공식 다운로드 센터(MongoDB Community Server Download)에 접속
    2. Version은 최신 안정 버전을 선택, Platform은 Windows, Package는 msi를 선택한 후 Download를 클릭
  • 단계 2: 설치 마법사 실행 및 설정
    1. 다운로드한 .msi 파일을 실행
    2. Setup Type 단계에서 Complete를 선택
    3. Service Configuration 화면이 나오면 다음 설정을 확인
      • Run service as Network Service user
        • 기본값으로 두고 다음으로 넘어감 🡲 MongoDB를 윈도우 백그라운드 서비스로 등록하여 부팅 시 자동 실행되게 함
      • Service Name
        • MongoDB
      • Data Directory
        • 데이터가 저장될 경로
        • 기본값: C:\Program Files\MongoDB\Server\[버전]\data\
      • Log Directory
        • 로그가 저장될 경로
        • 기본값: C:\Program Files\MongoDB\Server\[버전]\log\
    4. Install MongoDB Compass 체크박스 🡲 체크 (MongoDB 전용 GUI 관리 도구)
    5. Install을 눌러서 설치 완료
  • 단계 3: 환경 변수(Path) 설정 (선택사항이지만 권장)
    • 명령 프롬프트(CMD)나 파워셸 어디서나 mongosh(MongoDB 쉘) 명령어를 실행할 수 있도록 설정
    1. 제어판 > 시스템 및 보안 > 시스템 > 고급 시스템 설정으로 이동
    2. 환경 변수 버튼 클릭
    3. ‘시스템 변수’ 목록에서 Path를 찾아 선택하고 편집 클릭
    4. 새로 만들기를 클릭하고 MongoDB 바이너리 폴더 경로 추가
      • 예시 경로: C:\Program Files\MongoDB\Server\[설치버전]\bin
    5. 확인을 눌러 모든 창 닫기

2.2 Linux (Ubuntu) 환경에서 설치

  • 공식 APT 저장소(Repository)를 추가하여 패키지 관리자로 설치하는 것이 가장 안전하고 업데이트하기 좋음

  • Ubuntu 22.04 LTS / 24.04 LTS 기준 설명

  • 단계 1: 공개 키 가져오기 및 저장소 등록

    1. 터미널을 열고 패키지의 무결성을 검증하기 위한 MongoDB 공식 GPG 키를 다운로드

       # 1. 필수 패키지 설치
 sudo apt install gnupg curl

 # 2. MongoDB 공개 GPG 키 가져오기
 curl -fsSL https://pgp.mongodb.com/server-8.0.asc | \
 sudo gpg -o /usr/share/keyrings/mongodb-server-8.0.gpg \
 --dearmor
      • 주의: 사용하는 MongoDB 버전에 따라 URL의 server-8.0 부분을 해당 버전으로 변경해야 할 수 있음

    2. Ubuntu 버전에 맞는 리스트 파일을 생성하여 저장소 등록

      • 내 리눅스 머신의 Ubuntu 버전 확인하기
        • cat /etc/os-release : 제일 마지막 줄에 UBUNTU_CODENAME=noble와 같이 기록되어 있음
       # Ubuntu 저장소 추가
 echo "deb [ arch=amd64,arm64 signed-by=/usr/share/keyrings/mongodb-server-8.0.gpg ] https://repo.mongodb.org/apt/ubuntu noble/mongodb-org/8.3 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-8.3.list
  • 단계 2: MongoDB 패키지 설치

    • 저장소를 새로고침하고 MongoDB 메타 패키지 설치

        # 패키지 데이터베이스 다시 업데이트
  sudo apt update

  # MongoDB Community Edition 전체 설치
  sudo apt install -y mongodb-org
  • 단계 3: MongoDB 서비스 시작 및 상태 확인

    • 리눅스에서는 설치 후 서비스를 수동으로 시작해 주어야 함 (systemd 관리 기준)

        # 1. MongoDB 서비스 시작
  sudo systemctl start mongod

  # 2. 부팅 시 자동 시작 등록
  sudo systemctl enable mongod

  # 3. 서비스 실행 상태 확인
  sudo systemctl status mongod

    • 상태를 확인했을 때 active (running) 상태가 표시되면 정상적으로 구동된 것

2.3 설치 완료 후 접속 테스트 (공통)

  • 설치가 완료되었다면 MongoDB 쉘을 통해 데이터베이스에 정상적으로 연결되는지 확인
    1. 터미널(리눅스) 또는 명령 프롬프트(윈도우) 열기
    2. mongosh 명령어를 입력하고 엔터 (과거 버전의 경우 mongo)

    3. 성공적으로 접속되면 아래와 같은 쉘 프롬프트가 나타남

       test> _

    4. 정상 작동 여부 테스트

       // 현재 데이터베이스 목록 확인
 show dbs

 // 테스트 데이터 삽입
 db.testCollection.insertOne({ name: "MongoDB 설치 완료!" })

 // 삽입한 데이터 확인
 db.testCollection.find()

3. MongoDB 설치 후, 환경 설정

3.1 환경 설정 기초 정보

  • MongoDB 설치 후, 외부 접속 허용, 보안 강화, 성능 최적화를 위해서 환경 설정 파일을 올바르게 수정해야 함
    • 환경 설정 파일 위치 (mongod.conf)
  • MongoDB의 모든 핵심 설정은 mongod.conf 파일에서 관리함
    • Windows: C:\Program Files\MongoDB\Server\[버전]\bin\mongod.cfg (확장자가 .cfg)
    • Linux (Ubuntu/CentOS): /etc/mongod.conf

⚠️ 주의:

  • 설정 파일은 YAML 포맷을 사용하므로, 들여쓰기(띄어쓰기 공백 2칸)가 엄격하게 적용됨
  • 탭(Tab) 문자를 사용하면 에러가 발생하여 서비스가 켜지지 않으니 주의

3.2 주요 설정 항목 및 수정 방법

  1. 네트워크 설정 (외부 접속 허용)
    • 기본적으로 MongoDB는 보안을 위해 로컬 호스트(127.0.0.1)에서만 접속이 가능하도록 묶여 있음

    • 외부 WAS 서버나 GUI 툴(Compass)에서 접속하려면 이 부분을 수정해야 함

        net:
  port: 27017             # 기본 포트 (보안을 위해 다른 포트로 변경 권장)
  bindIp: 127.0.0.1       # 로컬 접속만 허용 (기본값)
    • [수정 후]
      • 외부의 모든 IP에서 접속을 허용하려면 다음과 같이 변경

      • 또는 특정 서버의 IP를 쉼표로 구분하여 기록

          net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0         # 모든 IP로부터의 접속을 허용
  2. 보안 설정 (인증 기능 활성화)
    • admin 데이터베이스에 관리자 계정 생성
    • bindIp를 0.0.0.0으로 열었다면, 반드시 계정 인증 기능을 켜야 함

    • 그렇지 않으면 전 세계 누구나 내 데이터베이스에 접근할 수 있게 됨

        security:
  authorization: enabled  # 인증 기능 활성화 (기본값은 disabled 또는 주석 처리됨)
  3. 데이터 및 로그 저장 경로 (Storage & SystemLog)
    • 데이터가 쌓이는 물리적 위치와 시스템 로그 파일의 경로 지정

    • 용량이 큰 별도의 디스크 마운트 경로로 변경할 때 자주 수정함

        storage:
  dbPath: /var/lib/mongodb       # 데이터 저장 경로 (리눅스 기준)
  journal:
      enabled: true

  systemLog:
  destination: file
  logPath: /var/log/mongodb/mongod.log    # 로그 저장 경로
  logAppend: true                         # 기존 로그 뒤에 이어서 기록

3.3 설정 적용 단계

  • 인증 기능과 외부 접속을 안전하게 활성화하는 가장 표준적인 작업 순서

  • 단계 1: 관리자 계정 생성 (인증을 켜기 전 먼저 수행)
    1. 터미널이나 CMD에서 mongosh로 접속

    2. 최고 관리자 계정 생성

       use admin

 db.createUser({
 user: "siteAdmin",
 pwd: "StrongPassword123!", // 강력한 비밀번호 설정
 roles: [ { role: "root", db: "admin" } ]
 })
  • 단계 2: 설정 파일 수정

    • 설정 파일(mongod.conf 또는 mongod.cfg)을 열어 네트워크와 보안 설정을 수정하고 저장

        net:
  port: 27017
  bindIp: 0.0.0.0

  security:
  authorization: enabled
  • 단계 3: MongoDB 서비스 재시작
    • 수정한 내용을 반영하기 위해 서비스를 다시 시작
      • Windows: 작업 관리자 > 서비스 탭 > MongoDB 우클릭 후 재시작

      • Linux (Ubuntu):

          sudo systemctl restart mongod
  • 단계 4: 인증 접속 테스트
    • 서비스가 재시작된 후에는 기존 방식(mongosh)으로 접속하면 권한이 없어 아무 작업도 할 수 없음

    • 생성한 계정 정보를 명시하여 접속해야 함

        # 로컬에서 인증 접속
  mongosh -u siteAdmin -p --authenticationDatabase admin

  # 외부 서버에서 접속할 때 (아이피와 포트 명시)
  mongosh "mongodb://siteAdmin:StrongPassword123!@192.168.0.10:27017/admin"

3.4 리눅스 환경 추가 최적화 (선택 사항)

  • 대규모 데이터를 다루는 프로덕션 리눅스 서버라면
    • OS 레벨에서 제한하는 자원 한계 값을 늘려주어야 대량의 커넥션을 매끄럽게 처리할 수 있음
      • ulimit 설정:
        • MongoDB는 파일과 커넥션을 대량으로 열기 때문에 max open files 제한을 늘려야 함

        • /etc/security/limits.conf 수정

            mongod soft nofile 64000
  mongod hard nofile 64000
    • THP(Transparent Huge Pages) 비활성화
      • MongoDB 공식 문서에서는 메모리 관리 효율을 위해 운영체제의 THP 기능을 끄는 것을 강력히 권장함

3.5 방화벽(Firewall) 설정 방법

  • 외부 접속(bindIp: 0.0.0.0)을 허용한 후, 특정 신뢰할 수 있는 서버(예: WAS 서버)만 데이터베이스에 접근할 수 있도록 제한
    • MongoDB의 bindIp를 0.0.0.0으로 변경했다면, 전 세계 모든 IP에 포트가 노출된 상태
    • 인증(authorization: enabled)과 더불어 네트워크 레벨에서 방화벽으로 2차 잠금장치를 해야 함


  • Linux 환경 방화벽 설정 (UFW / CentOS Firewalld)

    • 리눅스 서버에서는 기본 방화벽 도구를 사용하여 WAS(웹 애플리케이션 서버)의 IP만 27017 포트로 접근할 수 있도록 허용

      • Ubuntu 환경 (UFW 사용)

          # 1. 방화벽 활성화 (기본적으로 모든 들어오는 연결 차단)
  sudo ufw enable

  # 2. SSH 접속 허용 (작업 중인 관리자 튕김 방지 필수!)
  sudo ufw allow 22/tcp

  # 3. [핵심] 특정 WAS 서버 IP(예: 192.168.1.50)만 MongoDB 포트(27017) 접근 허용
  sudo ufw allow from 192.168.1.50 to any port 27017 proto tcp

  # 4. 방화벽 설정 상태 및 규칙 적용 확인
  sudo ufw status verbose

      • RedHat/CentOS 환경 (Firewalld 사용)

          # 1. 방화벽 서비스 시작 및 활성화
  sudo systemctl start firewalld
  sudo systemctl enable firewalld

  # 2. 특정 IP(예: 192.168.1.50)가 27017 포트로 접근할 수 있는 규칙 추가
  sudo firewall-cmd --permanent --add-rich-rule='rule family="ipv4" source address="192.168.1.50" port port="27017" protocol="tcp" accept'

  # 3. 방화벽 규칙 재로드 (반드시 실행해야 적용됨)
  sudo firewall-cmd --reload

  # 4. 허용된 규칙 목록 확인
  sudo firewall-cmd --list-all


  • Windows 환경 방화벽 설정 (고급 보안이 설정된 Windows 방화벽)

    • 윈도우 서버 환경에서는 GUI 또는 파워셸(PowerShell)을 통해 설정할 수 있음

    • PowerShell 명령어로 한 번에 설정하기 (관리자 권한 실행)

        # 1. 기본적으로 들어오는 모든 27017 포트 차단 규칙 생성
  New-NetFirewallRule -DisplayName "Block MongoDB Public" -Direction Inbound -LocalPort 27017 -Protocol TCP -Action Block

  # 2. 특정 WAS 서버 IP(예: 192.168.1.50)만 통과시키는 허용 규칙 생성
  New-NetFirewallRule -DisplayName "Allow WAS to MongoDB" -Direction Inbound -LocalPort 27017 -Protocol TCP -RemoteAddress 192.168.1.50 -Action Allow


  • 클라우드 환경 방화벽 설정 (AWS Security Group)
    • 만약 AWS, NCP 같은 클라우드 환경에서 작업한다면, OS 내부 방화벽보다 클라우드 인프라 방화벽(보안 그룹)을 설정하는 것이 표준

    • 인바운드 규칙(Inbound Rules) 설정 변경:

      유형프로토콜포트 범위소스설명
      사용자 지정 TCPTCP27017192.168.1.50/32 (단일 WAS IP)WAS 서버만 허용
      사용자 지정 TCPTCP27017sg-0123456789abcdef0 (WAS 보안그룹)WAS의 보안그룹 통째로 허용

      💡 활용 팁

      • 실무에서는 IP가 유동적으로 변할 수 있음
        • AWS 환경이라면 오른쪽 ‘소스’ 항목에 IP 대신 WAS 서버들이 속해있는 보안 그룹(Security Group) ID를 직접 지정하는 방식이 훨씬 안전함

3.6 최종 연결 확인 테스트 (WAS 서버 시점)

  • 방화벽 설정이 끝난 후, WAS 서버(192.168.1.50)로 이동하여 MongoDB 서버(예: 192.168.1.10)로 통신이 성공하는지 검증

      # WAS 서버 터미널에서 실행
  nc -zv 192.168.1.10 27017
  # 또는
  telnet 192.168.1.10 27017
    • 성공 시:
      • Connection to 192.168.1.10 27017 port [tcp/*] succeeded! 메세지가 뜸
    • 실패 시 (허용되지 않은 다른 IP에서 시도 시):
      • Timeout 혹은 Connection refused가 발생하며 접근이 차단됨

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