A comprehensive comparison of NOSQL and relational database management systems

Abstract

In the last four 'decades, relational database management systems have been used widely to manage structured data in different disciplines. Nowadays, data resources increase rapidly in different forms (including structured, semi-structured and even unstructured data), requiring us to find another way to manage data. NoSQL database management systems previously were exhibited a few years ago, to meet the requirements of a variety of data forms. Many papers, and blogs have claimed that there is a trade-off between using relational database systems and non-relational database systems (NoSQL). In this study, we propose a novel investigation of the performance of relational and non-relational database systems in terms of the main operations that every database performs, such as insertion, reading, updating, and deleting by using the recent version of Yahoo Cloud Serving Benchmark (YCSB-0.9.0) in order to evaluate the performance of MySQL (RDBM) versus Mongo DB and Apache Cassandra (NoSQL). A testing environment is set up for each workload and the responses for each database management system used in the study are examined for each workload. It is worth mentioning that, although we use the latest version of Yahoo Cloud Serving Benchmark, it does not support the latest release of most database management systems, be they relational or non-relational. The results of this study show that the performance of each system differs due to the differences in their respective data storing mechanisms. In addition, the results of this study present the weaknesses and strengths of each database system used in the study.

Son kırk yıllık sürede ilişkisel veri tabanı yönetim sistemleri, farklı alanlardaki yapılandırılmış verileri yönetmek için geniş çapta kullanılmıştır. Bugünlerde, farklı yapılardaki (yapılandırılmış, yarı yapılandırılmış ve hatta yapılandırılmamış) veri kaynaklarının büyüklüğü hızlı bir şekilde artış göstermiştir. Birçok kaynak ilişkisel veri tabanı sistemleri ve ilişkisel olmayan veri tabanı sistemlerinin tercih edilmesi hususunda farklı görüşler ortaya koymuşlardır. Bu çalışmada Yahoo Cloud Serving Benchmark (ycsb-0.9.0 sürümü) uygulamasını kullanarak; veri ekleme, okuma, güncelleştirme ve silme gibi temel işlemler bakımından ilişkisel veri tabanı sistemleri (MySQL (RDBM)) ve ilişkisel olmayan veri tabanı sistemlerinin (Mongo DB ve Apache Cassandra) performanslarının detaylı karşılaştırılması sunulmaktadır. Bu amaçla, temel veri tabanı işlemlerini içeren farklı iş yükleri tasarlanmış ve her bir iş yükü için bir test ortamı oluşturulmuştur. Bu çalışmada kullanılan her bir veri tabanı yönetim sistemi için her bir iş yükü test edilmiş ve sonuçlar raporlanmıştır. Bu çalışmada, Yahoo Cloud Serving Benchmark uygulamasının en son sürümünü kullanıyor olmamıza rağmen, ilişkisel veya ilişkisel olmayan çoğu veri tabanı yönetim sistemlerinin son sürümlerinin bu uygulama tarafından destelenmediğini belirtmek gerekir. Bu nedenle, bu çalışmada Yahoo Cloud Serving Benchmark uygulamasının desteklediği en güncel sürümler kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, her bir sistemin performansının kendi veri depolama mekanizmalarındaki farklılıktan dolayı değişiklik gösterdiğini ortaya koymaktadır. Bunun yanında, bu çalışmanın sonuçları bu çalışmada kullanılan her bir veri tabanı sisteminin zayıf ve güçlü yanlarını sunmaktadır.