Avaliação do consumo de energia em sistemas de gerenciamento de banco de dados NoSQL

• Main Author: ARAÚJO, Carlos Gomes
• Other Authors: http://lattes.cnpq.br/1233156130663707
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Pernambuco 2017
• Subjects: NoSQL; SGBD; Orientado a Coluna; Orientado a Documento; Chave-valor; Consumo de Energia; Avaliação de Desempenho; DBMS; Colunm Oriented; Document Oriented; Key-Value; Energy Consumption; Performance Evalution
• Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/18626

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa ([e-mail]) on 2017-04-25T12:27:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_CarlosGomes_MPROF_CINUFPE_2016.pdf: 4079444 bytes, checksum: 308622549a641d5ab125dbbdbceb4d2d (MD5) === Made available in DSpace on 2017-04-25T12:27:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_CarlosGomes_MPROF_CINUFPE_2016.pdf: 4079444 bytes, checksum: 308622549a641d5ab125dbbdbceb4d2d (MD5) Previous issue date: 2016-08-08 === NoSQL é uma tecnologia de sistemas de gerenciamento de banco de dados (SGBD) emergente, tendo modelos flexíveis focados em desempenho e escalabilidade, proposta para a manipulação de grandes quantidades de dados. NoSQL não substitui as abordagens de sistemas de gerenciamento de banco de dados relacionais, mas sim atende às restrições relacionadas à manipulação de dados em massa. Tal tecnologia já é aplicada em sistemas bem conhecidos em todo o mundo, tais como serviços de e-commerce e middleware. A importância de tal tecnologia tem motivado muitos trabalhos, principalmente em relação ao desempenho. Poucos trabalhos caracterizam e comparam o consumo de energia no contexto de SGBDs NoSQL, apesar de sua importância. De fato, o consumo de energia não deve ser negligenciado devido ao aumento dos custos financeiros e ambientais. A fim de avaliar essa questão, este trabalho analisa o desempenho e consumo de energia em sistemas de gerenciamento de banco de dados NoSQL, selecionamos o Cassandra (coluna), MongoDB (orientado a documento) e Redis (chave-valor) por serem representativos exemplos desta tecnologia. A metodologia baseia-se em Design of Experiments, de tal forma que as cargas de trabalho são geradas por Yahoo! Cloud Serving Benchmark (YCSB) produzindo leitura, escrita e atualização, por ciclos de 1.000, 10.000 e 100.000 operações. Como resultado são avaliados 27 tratamentos. Para a medição do consumo de energia é aplicado um framework específico chamado Emeter. As métricas são tempo de execução e consumo de energia, assim como a evolução no incremento da carga de trabalho. Os resultados demonstram que o consumo de energia pode variar significativamente entre os SGBDs para comandos distintos e cargas de trabalho. Conclui-se ainda que mesmo havendo uma correlação positiva entre o consumo de energia e o tempo de execução, o SGBD mais rápido não é, necessariamente o que utiliza menos energia. === NoSQL is an emergent database management systems technology (DBMS), having flexible models focused on performance and scalability, proposed for manipulating massive amounts of data. NoSQL is not intending for replacing the relational database management systems approaches, but to overcome constraints related to massive data manipulation. Such a technology already is applied in well-known systems around the world, such as e-commerce and middleware services. The importance of such technology has motivated lots of works, mainly relating to performance. Few works can be enumerated regarding characterization of energy consumption on NoSQL DataBase Management Systems, despite its importance. In fact the energy consumption is a feature that cannot be neglected due its impact on financial cost and environmental questions. In order to deal with such an issue, this work evaluates not only performance but the energy consumption involved on NoSQL DataBase Management Systems, specifically for Cassandra (Column), MongoDB (Document Oriented) and Redis (Key-Value). The methodology is based on Design of Experiments, in such a way the workloads are generated by Yahoo! Cloud Serving Benchmark (YCSB) producing readings, writings and updatings by cycles of 1.000, 10.000 and 100.000. As result, it is evaluated twenty seven treatments. For measuring energy consumption is applied a specific framework named Emeter. The Emeter captures metrics such as execution time and energy consumption related to treatments under analyze. In addition to the individual evaluation, the performance and energy consumption are analyzed among relevant scenarios, as well as the trends due to increases in the workload. The results demonstrate that energy consumption can differs for each DBMS according to command and workload. Additionally, the results make it possible to infer that despite the well-known positive correlation between performance and energy consumption, the fastest DBMS is not necessarily the best on saving energy.