Comparison between RDBMS and NoSQL for Aviation Data

Abstract

Kontekst: Databaser er essensielle i nesten alle programvareprodukter i dag. Ytelsen på databaser kan påvirke produktet i stor grad når det kommer til bruk. Det er derfor avgjørende at ytelsen er så god som det er mulig å få den. Nye teknologier og databaser blir utviklet i et forrykene tempo, og valg av database kan være et vanskelig valg. Det er derfor nødvendig å gjøre sammenligninger mellom dem for å se hvordan ytelsen er.

Målsetting: Denne oppgaven vil se på bruksområdet for en av databasene til Avinor, betydningen av indekser på databaser, egenskaper ved NoSQL databaser og et resultateksperiment mellom en relasjondatabase og en NoSQL database.

Metode: Forskningsmetodene som er blitt brukt i denne oppgaven er litteraturgjennomgang basert på publiserte papirer, artikler som finnes på forskjellige nettsteder og et eksperiment. Eksperimentet er bygget opp med lik data og spørringer for å teste ytelsen på relasjonsdatabasen og MongoDB. Resultatet er hentet ut fra spørringsoptimalisatoren til hver av databaseteknologiene.

Resultat: Det ble funnet ut at en dokumentbasert database ville være best egnet som et NoSQL alternative. Her ble MongoDB valgt basert på diverse egenskaper. Basert på eksperimentet, var ytelsen på MongoDB bedre enn ved relasjonsdatabasen, hvor man møtte bruke join i en relasjondatabase. For spørringer hvor dette ikke var nødvendig, var ytelsen bedre for relasjonsdatabasen enn for MongoDB.

Konklusjon: MongoDB har noen unike egenskaper som ville vært gunstig i forhold til en relasjonsdatabase, som for eksempel fleksibel skjemastruktur, automatisk skalering og replikering på tvers av mange noder. Siden løsningen allerede eksisterer i en relasjonsdatabase og ytelsesforskjellen er minimal, anbefales det ikke å bytte til en NoSQL løsning på nåværende tidspunkt. I fremtiden, med økt datamengde, kan MongoDB være et bedre alternativ enn dagens løsning.

Context: Databases is essential in any software product nowadays. The performance of databases might impact the product severely in terms of usage. It is therefore crucial that the performance of a chosen database is as good as it can get. New technologies and databases are developed at a rapid pace, and the choice of database can be a difficult decision. It is therefore needed to make comparisons between databases to see how each of them performs.

Objectives: This thesis will look at how one of the databases at Avinor could be used, the importance of indexes on databases, characteristics of NoSQL databases and its features, and a performance experiment between an RDBMS and a NoSQL database.

Methods: The research methods that have been used is a literature review based on published papers, reviews and articles found on different sites and an experiment. The experiment is structured with defined cases and queries, and executed on both an RDBMS and MongoDB. The measurement of performance is based on the result and feedback from their query optimizer.

Result: It was found out that a document-based database would be most suited as a NoSQL alternative, and MongoDB was chosen due to various reasons. Based on the experiment, MongoDB performed better than the RDBMS whenever the RDBMS required joins to fetch the result. When not, the RDBMS performed better than MongoDB.

Conclusion: MongoDB has a few unique features compared to a relational database that would be beneficial, like flexible schema structure, auto-scaling, and replication across many nodes. However, since the solution is already in an RDBMS and the performance gap is minimal between them, it would not be recommended to switch to a NoSQL solution as of now. In the future, with increased data size, this might be a more viable option.