Geri Dön

Security and performance comparison of NoSQL database systems

NoSQL veri tabanı sistemlerinin güvenlik ve performans karşılaştırması

  1. Tez No: 515763
  2. Yazar: MUSTAFA MUSLIH SHWAYSH
  3. Danışmanlar: DR. MURAT SARAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çankaya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Bilgi Teknolojileri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 122

Özet

Günümüzde giderek büyüyen verilerin ortaya çıkardığı ihtiyaçlara cevap vermek için çeşitli temel teknolojiler ve platformlar geliştirilmektedir. NoSQL bu teknolojilerden birisidir. NoSQL veri tabanları büyük verilerin ortaya çıkmasından önce gelişmeye başlamış olsa da büyük verilerin saklanmasına ve işlenmesine ihtiyaç duyulana kadar NoSQL veri tabanlarının benimsenmesi gerçekleşmemiştir. Bununla birlikte, NoSQL veri tabanlarının her biri farklı mimari tasarıma, sorgulama diline ve ölçeklenebilirlik, sıkıştırma, güvenlik, kümelenme için kendi çözümlerine sahiptir ve bu da hangi NoSQL veri tabanının mevcut ihtiyaca bir çözüm sunacağına karar vermeyi zorlaştırmaktadır. Bu nedenle, NoSQL veri tabanlarını sorgulama hızı, veri güvenliği ve ölçeklenebilir ortamlarda kullanılmaya hazır olma gibi çeşitli faktörlerle test etmeye yönelik çalışmalar yapılmalıdır. Bu çalışmada iki aşamalı bir araştırma yapılmıştır: Birinci aşamada, iki farklı NoSQL veri tabanının, MongoDB (3.6.3) ve Cassandra'nın (3.11.1), Yahoo Cloud Hizmet Ölçümü (YCSB-0.12.0 sürümü) kullanarak performansını tek bir düğümde ve çok düğümlü (küme) konfigürasyonlarda inceleyerek karşılaştırılmıştır. Bu aşamada, farklı iş yükleri için bir test ortamı kurulmuş ve çalışmada kullanılan her bir veri tabanı yönetim sisteminin yanıtları her iş yükü için incelenmiştir. Bu çalışma, özellikle karar vericilerin, hangi veri tabanının gereksinimlerine göre daha iyi olduğunu belirlemesine yardımcı olacaktır. Bu çalışmanın ikinci katmanı, her iki veri tabanının güvenliğini araştırmaktır. İlk adım, her iki veri tabanının literatürdeki on seçilmiş özelliğe göre güvenlik özelliklerinin karşılaştırmalı bir çalışmasıdır. Güvenlik incelememizin ikinci adımı, veri şifreleme yükünün karşılaştırılmasıdır. Veri şifreleme yükü, veri tabanı motorunun tüm gelen veri akışlarını şifrelemek için harcadığı süreyi ve sorguları yanıtlamak için verilerin şifresini çözmek için harcanan toplam süredir. Bu çalışmanın sonuçları, her bir sistemin performansının, veri saklama mekanizmalarındaki farklılıklar nedeniyle farklı olduğunu göstermiştir. Sonuçlar, MongoDB'nin performansının tek düğümlü bir testte Cassandra'dan daha iyi olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, çok düğümlü testte Cassandra'nın özellikle büyük kayıtlarda daha iyi performans gösterdiği ortaya çıkmıştır. Güvenlik karşılaştırması araştırması, her iki veri tabanının da önceki çalışmalarda ortaya çıkan sonuçlara göre önemli ölçüde iyileştiğini göstermiştir. Ancak Cassandra, daha iyi güvenlik özelliklerine sahip olarak öne çıkmaktadır. Son olarak, MongoDB şifreleme performansı Cassandra'dan yaklaşık 2x ve 2,5 kat daha hızlı olduğu ortaya çıkmıştır, bu da şifrelemenin bir gereklilik olduğu ortamlarda MongoDB'nin kullanılmasının daha uygun olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

The advent of Big Data has led the development of several key technologies and platforms to answer the ever-growing nowadays data. NoSQL was one of these technologies. Although NoSQL databases began to develop before the appearance of big data, the adoption of NoSQL databases did not occur until big data created the need. However, many versions of NoSQL databases appeared each with different architectural design, its query language, and its own set of solutions for scalability, compression, security, clustering, which render it to become difficult to decide which NoSQL database provides the solution to a given problem or issue. Therefore, studies should be dedicated to testing these databases concerning several factors such as query processing speed, security of data, and its readiness to be used in the scalable environment. In this study, we propose an investigation in two-folds: first, examining the performance of two NoSQL databases, MongoDB (3.6.3) and Cassandra (3.11.1) in single node and multi-node (cluster) configurations using the recent version of Yahoo Cloud Serving Benchmark (YCSB-0.12.0). 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. This study will help IT decision makers to determine which database is better according to its deployment requirements. The second fold of this study is to investigate the security of both databases. The first step is a comparative study of both databases' security features according to ten selected features from the literature. The second step of our security investigation is data encryption overhead. Overhead is the time spent by the database engine to encrypt all incoming data streams plus the time spent to decrypt the data to answer queries. The results of this study have shown that the performance of each system differs due to the differences in its respective data storing mechanisms. The results have also revealed that the performance of MongoDB is better than Cassandra in a single node test, whereas in proposed multi-node test Cassandra performed better in one workload and took the lead in two other workloads when testing bigger record size. Security comparative investigation has shown that both databases have improved significantly concerning previous studies. However, Cassandra took the lead as it has better supported and the implementation of the selected security features is presented in this study. Lastly, MongoDB encryption performance regarding runtime and throughput was between nearly 2x and 2.5x faster than Cassandra which makes it more suitable to be used in the environments when encryption is a requirement.

Benzer Tezler

  1. Alüminyum giydirme cephedepanel ve çubuk (stıck) sistemlerin ısı performansı bakımından karşılaştırması Flixo ısı hesabı örneği

    Comparison of panel and (stick) systems in aluminum curtain wall in terms of thermal performance: example of Flixo heat calculation

    MELEK SELİN KARAMEHMET

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    Yapı Fiziği ve Malzeme Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU

  2. A new public key algorithm and complexity analysis

    Yeni bir açık anahtar algoritması ve karmaşıklık analizi

    SELİN ÇAĞLAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENVER ÖZDEMİR

  3. Kablosuz ağ güvenlik protokollerinin incelenmesi ve performans karşılaştırması

    Analysis and performance comparison of security protocols for wireless networks

    HASSAN ABDI MOHAMED

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DERYA YILTAŞ KAPLAN

  4. Saldırı tespit sistemleri için makine öğrenme yöntemlerinin performans karşılaştırması

    Performance comparison of machine learning methods for attack detection systems

    CİHAT GÜRMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHarran Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM BERKAN AYDİLEK

  5. Kaotik sistemlerin senkronizasyonunda kontrolcü parametrelerinin bulunmasında optimizasyon yöntemlerinin karşılaştırılması

    Comparison of optimization methods for finding controller parameters in synchronization of chaotic systems

    SELMA BEDİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RIDVAN SARAÇOĞLU