ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ АРХІТЕКТУР НЕРЕЛЯЦІЙНИХ БАЗ ДАНИХ

Заголовок (англійською): 
COMPARATIVE ANALYSIS OF NOSQL DATABASES ARCHITECTURE
Автор(и): 
Стецик О. А.
Теренчук С. А.
Автор(и) (англ): 
Stetsyk Oleksii
Terenchuk Svitlana
Ключові слова (укр): 
високонавантажена розподілена система; доступність; нереляційна база даних; узгодженість; реплікація; сегментування; стійкість
Ключові слова (англ): 
high-load distributed system; availability; non-relational database; consistency; replication; segmentation; partition tolerance
Анотація (укр): 
Статтю присвячено дослідженню проблемних питань через зростання масштабів і вимог до сучасних високонавантажених розподілених систем. Актуальність роботи забезпечується тим, що важливим компонентом кожної такої системи є база даних. У роботі висвітлено основні проблеми, що пов’язані з використанням реляційних баз даних у багатьох високонавантажених розподілених системах. При цьому основна увага спрямована на дослідження таких властивостей, як узгодженість даних, доступність і стійкість системи. Надано основні відомості про архітектуру і призначення нереляційних баз даних із широкою колонкою, баз даних за типом ключ-значення та документ орієнтованих баз даних. Показано переваги та недоліки нереляційних баз даних різних типів, які проявляються при розв’язанні різних задач залежно від призначення та особливостей системи. Обґрунтовано вибір нереляційних баз даних різних типів для порівняльного аналізу. Детально досліджені такі бази даних, як Касандра, Редіс і Монго, які тривалий час застосовуються у високонавантажених розподілених системах і вже добре зарекомендували себе серед користувачів. При цьому основна задача, яка розв’язувалася в цій статті, полягала в пошуку відповіді на питання доцільності застосування нереляційних баз даних архітектури Касандра, Редіс і Монго залежно від особливостей системи. На основі проведеного аналізу запропоновано варіанти використання цих баз даних для систем з високою кількістю запитів зчитування або запису інформації.
Анотація (англ): 
This article is devoted to the study of problematic issues due to the growing scale and requirements for modern high-load distributed systems. The relevance of the work is ensured by the fact that an important component of each such system is a database. The paper highlights the main problems associated with the use of relational databases in many high-load distributed systems. The main focus is on the study of such properties as data consistency, availability, and stability of the system. Basic information about the architecture and purpose of non-relational databases with a wide column, databases of key-value type, and document-oriented databases is provided. The advantages and disadvantages of non-relational databases of different types are shown, which are manifested in solving different problems depending on the purpose and features of the system. The choice of non-relational databases of different types for comparative analysis is substantiated. Databases such as Cassandra, Redis, and Mongo, which have long been used in high-load distributed systems and have already proven themselves among users, have been studied in detail. The main task addressed in this article was to find an answer to the question of the feasibility of using non-relational databases of the architecture of Cassandra, Redis, and Mongo depending on the characteristics of the system, or record information. Based on the analysis, options for using these databases for systems with a high number of requests to read or write information are proposed.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Управління розвитком складних систем, номер 47, 2021
Назва журналу, номер, рік випуску (рус): 
Управление развитием сложных систем, номер 47, 2021
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Management of Development of Complex Systems, Number 47, 2021
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
Дата публікації: 
17 Сентябрь 2021
Номер збірника: 
Розділ: 
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ УПРАВЛІННЯ
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ
Литература: 
  1. Phillips, James. (2014). Surprises in Our NoSQL Adoption Survey, blog.couchbase.com.
  2. Gilbert, Seth, Lynch, Nancy A. (2012). Perspectives on the CAP theorem. Computer, 45, 30–36.
  3. Jing, Han, Guan, Le, Jian, Du. (2011). Survey on NoSQL database. 6th International Conference on Pervasive Computing and Applications, p. 363.
  4. Kleppmann, Martin. (2017). Designing Data-Intensive Applications, 79–83.
  5. Karger, D., Sherman, A., Berkheimer, A., Bogstad, B., Dhanidina, R., Iwamoto, K. (1999). Web caching with consistent hashing. Computer Networks, 31(11-16), 1205–1206.
  6. O’Neil, P., Cheng, E. (1996). The log-structured merge-tree (LSM-tree). Acta Informatica, 33(4), 351–385.
  7. Kwiatkowska, M., Norman, G., Parker, D. (2008). Analysis of a gossip protocol in PRISM. ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 36(3), 17–18.
  8. Tudorica, Bogdan George, Bucur, Cristian. (2011). A comparison between several NoSQL databases with comments and notes. RoEduNet International Conference 10th Edition: Networking in Education and Research, P. 1–5.
  9. Karnitis, G., Arnicans, G. (2015). Migration of Relational Database to Document-Oriented Database: Structure Denormalization and Data Transformation. 27th International Conference on Computational Intelligence, Communication Systems and Networks, P. 113–115.
  10. Lakshman, Avinash, Malik, Prashant. (2010). Cassandra: a decentralized structured storage system. ACM SIGOPS Operating Systems Review, 44, 2, 36–39.
  11. Győrödi, Cornelia, Győrödi, Robert, Pecherle, George, Olah, Andrada. (2015). A comparative study: MongoDB vs. MySQL. 13th International Conference on Engineering of Modern Electric Systems (EMES), P. 1–5.
  12. Baron, Cristian Andrei. (2015). NoSQL Key-Value DBs Riak and Redis. Database Systems Journal, 7, 7–9.