Int ern at i onal  Journ al of Ele ctr ic al  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   8 , No .   6 Decem ber   201 8 , p p.   5333 ~ 5341   IS S N: 20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp 533 - 5431          5333       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Perform ance B en chmark ing of  Key - Valu e Store  NoSQL  Databas es       Omor uy Ose mw egie, Ke nn edy Ok ok p uj i e, N sik an N kordeh,  Charle Nd u jiub a,   Samuel  Joh n,    Uz airue S tanle y   Depa rtment  o E le c tri c al a nd  Inf orm at ion  Eng ineeri ng,   Coven ant   Univer sit y ,   Nige ria       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Sep  6,   2017   Re vised  Ma 3, 20 18   Accepte J un  11, 201 8       Inc rea sing  req u i rement for  sca la bil i t y   and  elasti ci t y   of  data  storage   for  web   appl i ca t ions  has   m ade   Not   Stru ct ure d   Quer y   L angua ge   NoS QL  da ta bas es   m ore   inva lua b le  to  web  dev el op ers.   One  of  such   NoS QL  Data ba se  soluti ons   is  Redi s.  bud ding  al te rn ative   to  Redi dat aba se  is  the   SS D dat aba se ,   which  is  al so  a   ke y - v al u stor but  is  disk - b ase d.   Th ai m   of  t his  rese ar ch   work  is  to  b enchm ark   both  da t aba ses  (Red is  a nd  SS DB)  using  the   Y ahoo  Cloud  Serving  Benc hm ark   (YCS B).   YCS is  a   pla tform  tha h as  bee use d   to  compare   and   benc hm ark   sim ilar  NoS QL  dat ab ase   s y st ems .   Both  dat ab ase were   giv en  va r ia bl workloads   to  id ent if y   th throughput  o al l   give n   oper ations.  The   result obta in ed  show tha SS D give bet t er   throughput   for  m aj ority   of  o per ations t o   Red is’s pe rform anc e .   Ke yw or d:   NoSQL     Re dis    SSD data bas e     Yaho Cl ou d Ser ving  Be nch m ark   (YC SB)   Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Kenne dy Ok okpuj ie   Dep a rtm ent o f El ect rical  an d I nfor m at ion  E nginee rin g,   Cov e na nt Univ ersit y,   KM 10  I dir oko   Roa d,   Ota,  O gun St at e,  Nige r ia .   Em a il : ok okpu j ie ke nn e dy@c ov e na ntunive rrsi ty .ed u.n g       1.   INTROD U CTION   Ther is  an  i ncr easi ng   prol iferati on   of   N ot  Stru ct ur e Qu e ry  Lan gu a ge  ( N oSQL )   databases .   Am on gs their   key  adv a ntag es  is  the  pr om i se  of   faster  a nd  eff ic ie nt  pe rfor m ance  than  the  le gacy  Re la ti on al   Database  Ma na gem ent  Syst e m (RDBMS)  [1 ] NoSQL   da ta bases  are   al so   ta il or   fitt ed   to  the  fast  gr ow i ng   world  of  cl ou com pu ti ng,  al lowing  fo m assive  scal in on  dem and ”  (e la sti ci t y)  an s i m plifie ap plica ti on   dev el op m ent  [ 2].  H ow e ve r,   t her a re  w ords   of   ca ution   t the  ba ndwa gon  of  ad opti on   in  big   data  an we app li cat io de velo pm ent   no t ing   t hat  not  a ll   No S QL  dat abases  a re  c re at ed  al ike  where  pe r form ance  is   con ce r ned   [3 ] [4 ]   asserts  that   since  N oSQL  so luti ons  are  not  m a ture  an are  pro gr e ssin at   dif fer e nt  sp eed s,   database  a dm i nistrato rs  hav e   to  ch oose  ca re fu ll betwee NoSQL   an re la ti on al   databa ses  acco rd i ng  to  thei r   sp eci fic  nee ds  in  te rm s   of   co ns ist e ncy,  pe rfor m ances,  sec ur it y,  scal abili ty ,   costs  an oth er    non - f un ct io nal  crit eria.    W it t he  s ubsta ntial   num ber   of  ope n - s ource   an read il a va il able  N oSQL   syst e m s,  we app li cat io ns   dev el op e al so  exp e rience   t he   head ac he  of   sel ect ing   am on gs su c NoSQL   al te rn at ives.  This  the sug ge sts  a   Be nch m ark in g a m on g pee rs  w it scenari os   produce in  web   app li cat io act ivit y used  to de te rm ine the b es t fit   for  va rio us   sce nar i os Be nc hm ark in in  this  resp ect   re fers  to  per f or m ance  eval uatio of  N oS Q so luti ons   pro po se or   i us e.  T he  dem a nd   t her e f or is  that  sam ple  int eracti on s   m i m i ckin sim i la be hav i our  or   act ion s   as  case  m ay   be   in  su c web  a pp li cat io ns   be   us e in  pro ba bili sti or   det erm inistic  fashi on   to   be nc hma rk   t he  perform ance  of   sel ect ed  N oSQL  data base On ly   in  su c w ay can  it sel e ct ion   be  deem e reas on a bly  su it abl e   to b e  f ast e a nd m or e su it ed  t o a pa rtic ular  set o f user  interac ti on  tha a   pee r.   NoSQL  databa ses  can  be  cl a ssed  int f our  cat egories  nam el y:   Key - value   stores,   D ocum ent  stores ,   W i de  c olu m n   stores G ra ph   Databases   [ 4 ] [ 5].  key - va lue  sto re  ca be   viewe as  a   colle ct ion   of   r egiste rs,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   5333   -   5341   5334   each  ide ntifie by  key  [6 ] com m on   us case  f or   t hese  syst em is  as  la ye i the  data - retr ie val   hierar c hy:  c ache  f or  ex pe ns ive - to - obta in   values in de xe by  uniq ue  keys  [ 7].  [ 5]  Asser t hat  ke y - value  stores  a re  ge ne rall go od  s olut ion if  these  ha ve   sim ple  a pp li cat io with   on ly   one  kind   of   ob j ect an on ly   need   t lo ok  up  ob j ect base on  on at tri bute E xam ples  include  Re dis,  Dynam o,   Me m cached V olde r m or t   et c. D oc um ent stor es als kn own  as  docum ent - or ie nte d   dat abases sto re  docum ent - or ie nted  data i t he  f orm  o f   Bi nar Javasc r ipt  Object  N otati on   (BS ON)   [8 ]   or   Ja vasc ript  O bj ect   Nota ti on   (JSON ).  These  syst em are   app eal in to  Web   2.0  pro gra m m ers   since  these  are  ge ne rall su pport ed  by  JSON  as   their  data  m od el   [9 ] .   Un li ke   the  ke y - value  store s,   these  syst em ge ner al ly   suppo rt  seco nda ry  ind e xes  a nd  m ulti ple  typ es  of   do c um ents  (ob j ect s)  per   data base  a nd   neste doc um ents  or   li sts  [10].  Th ese  are  not  re quire to  a dh e r to  sta nd a rd  sch e m a,  the  flexibil it of   JSON  al lows   t he  us er  t work  w it dat without  ha vi ng   t de fine  a schem a   upfro nt [8 ] [ 9] . E xam ples o f suc h database i s Mo ngoDB, C ou c hDB et c.   W i de  c olu m stores  al s ref e rr e by  so m as  exten sible  re cord  st or es  see m   to  hav e   bee m otivate by  Goo gle’s  s uccess  with  Bi gTa ble  [10].  A   colum n - store  stores  each  a tt r ibu te   in  database  ta ble  sepa ratel y,   su c that   su cce ssive  values   of  that  at trib ute  a re  st or e c onse cutivel [ 11 ] .   I can  be   ar gued   that  the   e qu i va le nt   of   relat ion al   da ta bases  f or  Bi Data,  retai ni ng   th noti on   of   ta bles,  rows  a nd   c olu m ns   [ 5].  W i de  Colu m databases  a re  base on  hybr i ap proach   that  reli es  on   r el at ion al   datab ases  declarat iv char act erist ic an var i ou s  k ey - va lue sto res  sc he m a [4 ] . E xam ples o f  these  inc lud es  H Ba se , C assan dr a,  and  A cc um ulo  etc.   Gr a ph  Databas es  are  su it able  to  store  not  on ly   info rm at ion   about  obje ct bu al so   al relat ion s hip that   exist   a m on them   [4] In  this re gard,  G raph d at ab ases  em plo ys  Gr a ph  the or y   c on ce pts  li ke   no des  a nd  e dg e s.  Node s   are  entit ie in  the  data  do m ain   re pr ese ntin tup le   or  r ow   in  database or   a XM el e m ent  and   e dg e are   the  relat io ns hi betwee tw entit ie li ke  foreig key/ pr i m ary  key  relat ion s hip  [ 5 ] [ 12] E xam ples  inclu de   Neo4J, a nd Orie ntDB.  Ho wever,  t he  f oc us   of this re searc h work i on k ey  v al ue  d at a  sto r es.     1.1.   In - Mem ory and O Disk Ke y - V alu Data st ores   Data  stores  ca be  cl assed  as  ei ther  In - Me m or or  O Dis data  stores.  When  in - m e m or data  stores  run,   data  is  e nt irel loaded   i nto   m e m or y,  s al it operat ion a re  run  from   m e m or [1 3].  Ty pical ly su c syst e m m ay   r equ i re  that  data   be  store pe rio dical ly   and   asy nchron ously   on   dis but  al wo r king  da ta   is  retrieve from   m e m or y.  [1 0]   Sh ows  that  in - m e m or data  can  be  copi ed  to  disk   f or  bac kup  or  syst e m   sh ut dow n.   T he   key  advanta ges  of  in - m e m or data  stores  are  lo la te ncy  and   im pr ove thr ough pu t In - m e m or key - va lue  stora ge  al so   re qu ire low  over head   ne twork  com m un ic at ion   bet we en  cl ie nts  and   serv e rs  [13],  t his  c on tr ibu te sig nificantl to  it high  t hroug hput.   Re dis  a nd  Me m cached  a re  t ypic al   exam ples  of  i n - Mem or y key - va lue D at store s [7 ] [ 14]   Anothe Ca te gory  of  key - val ue  data  store are  Disk - based  key - val ue  dat stores.   Ty pic al ly disk - base d   data  sto r es  can   be   Distr ibu te sto ra ge  syst e m [1 5],   or  Si ng le   node   pl at fo rm s,  stora ges  t hat  hold   da ta   i hard  dis with   fr eq ue ntly   ac cessed  data  in   m e m or y,  or   data  stores  that  can  store  data  in  RAM,  bu it   al so   per m it plu gg i ng   in  sto rag e   eng ine  [10].  The  ad va ntage   of   on  dis capab il it ie includes  re du ci ng   c os pe r   byte   of   st or a ge   and   i ncr easi ng   st or a ge  ca pa ci ty In dee d,   on   dis data  s tores  ca ser ve   as  al te rn at iv to  in   m e m or ty pes  wh e e xh a us ti on   of   m e m or sp ace  is  antic ipate or   e xpec te [ 15 ] Also ,   these  are  ref e r red   t as p e rsiste nt  ke y - value  sto res whic incl ude  data sto res  s uc as  Ber keley DB, Vol dem or t and Ri ak [1 6] .     1.2.   Redis   Re dis  is  an  ope sou rce   (BS D   li censed ) in - m e m or data  structu re  sto re,  us e as  data ba se,  cache  a nd  m essage b r oke [14]. Th data  m od el  is k ey - val ue,  alt houg m any d iffer e nt k in ds  of d at a ty pes  are su pport ed:  Strin gs List s,  Sets,  Sorte S et s,  Hash e s,  H yperL ogLo gs and   Bi tm aps  [ 17 ] Re dis  has  bu il t - in  rep li ca ti on it   can  be  re plica te us in the  m ast er - sla ve  m od el   and   m ast er  can  ha ve  m ulti ple  sl aves  [ 14 ] [ 3].   Re dis   pro vid es  acce s to  m utable  da ta   structur e vi set   of   com m and s,  wh ic are  sent  us i ng  serv e r - cl ie nt  m od el  with  TCP  so c ke ts  and   si m ple  protoc ol  [17].  Re dis  can  be  us e as  Least   recently   us ed  (LRU cache,  us in an  a ppr ox im ate  LRU  al gorith m   to  evict   old   data  as  a   ne on e   is  a dd e [14].  It  al s offers  scri pting  cap abili ty   us in L ua,   powe rful,  li gh t - wei gh scri pti ng   la ngua ge  wr it te in  a nd   em bedded   in  Re dis  [ 18 ] .   Re dis  su pp or ts  a utom at ic   fail ov er  if  m ast er  is  no w orkin as  exp ect e us in featu re  cal le Re dis  Sentin el this   sta rts  fail ov e process  wh e r sla ve  is  pr om oted  to  m as te r,   ad diti on al   sla ves  are  a lso   reconfigu red   t us e   the  ne m ast e [ 14] S hardin is  e xecu te via  Re dis  cl us te platfo rm   wh e re  data  is  autom at ic ally  sh ar de acro s s m ulti ple  Redis  nodes  [14 ] .     1.3.   SSD B   SSD B i s a f ast   NoSQL data ba se f or sto rin bi li st of  b il li ons of elem ents;  it  su pport s d at a stru ct ures   includi ng   Key - Value  pai r,   List Ma or   Ha sh   an Sorte Set  [1 9].  S SDB   is  wr it te in  C/ C+ with  Goo gle   LevelDB  as  it storag e   e ng i ne   [2 0].  Co ncei ved   by  i ts  autho as  an  al te r na ti ve  to  Re dis  [19,   20] it   su pport Re dis  netw ork   protoc ol  and  op e n - s ource Re dis  cl ie nts  [21].  SSD oth e featu res   include  Re pli cat ion   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Perf orma nce B enchm ar ki ng  of  Key - Val ue Store N oSQL D at abas es  ( O m oruyi  Osemwe gie )   5335   (Mast er - Slave  and  Mast er - Ma ste co nf ig urat ion), Tim e to Li ve  key ex pirati on   (can  se r ve  a s a p ersi ste nt c ache  serv ic e [ 21]  a nd easy  to  u se   cl ie nt A P Is for  Dev el op m ent a nd D e plo ym ent.       2.   RESEA R CH MET HO D   2. 1.     Benchma rking  To ol   an d System   S pe c ifica tio n   Be nch m ark in of  N oSQL  Databases   wit a ny  sta ndar ben c hm ark   too ls  is  done   us in t w appr oach es  na m el y:  trace  and   vect or - base d   load  ( databas op e rati ons)  gen e rati on  [ 22 ] [ 23 ] T race  base ben c hm ark   sys tem us act ua app li cat ion  work l oa ge ne rated  from   sp eci fic  app li cat io ns   ov e rtim e.  Wh il st  Vecto base be nch m ark   syst e m create app li cat ion   be ha viours  us in ve ct or a nd   a pp l yi ng   the  vect ors  us i ng   known   sta ti sti cal   distrib utio m od el s,   m i m ic kin act ual  ap plica ti on   re qu e st  an res ponse   in   ha r dware  or  virtu al   platf orm .   Be nch m ark   too ls  can  be  c la ssifie as  ei ther  in buil or   custom An   exa m ple   of   the  f orm er  is  red is - be nc hm a rk.  Cu stom   ben chm ark   t oo l inclu de  Ya hoo!  Cl oud  S yst e m   Be nchm ark   ( YCSB )   [ 24 ] ,   Bi gBench  [25 ]   and   Gray Sort   [26].  T he  ob j e ct ive  of   t his  be nch m ark in process  is  to  c ompa re  t he  pe rform ance   of   Re dis  an S SD N oSQL  databases  us in sing le   no de  instances The  resu lt w ou l validat the  cl aim of  SSD B ’s  s uitab il ity  as  an  al te r native  to   Re dis   as  the  a uthor hav e   sug gested   [19] T he  t oo of   c hoic is  Y CSB ,   YCSB ’s   pl ug i n - base a rc hite ct ur a nd  ease   of  exte ns ibil it us i ng  scri pts  [ 27 ]   m akes  it   sp le ndid   ch oic e.   [ 4]  detai ls YCSB’ s u se  in  m easuri ng  t he per for m ance of fo ur  NoSQL  syst em s inclu ding Re dis. [2]  Descr i bes  tw YCSB  be nch m ark   ti ers  nam ely:  Perf or m ance  and   Scal in g.   The  f ocu f or  this  stud is  to  Be nch m ark   SS DB’s   perform ance  in  com par is on   to  Re dis  f or  a   range  of   Wor klo a ds These   work l oa ds   im i ta te   var ie ty   of   we app li cat io re quest   beh a viour s li ke heavy  re ad  a nd writ e sc enar i os . T he  workloa ds   c onsi der e d   i nclu des:     Work l oad  A  ( Heavy  U pdati ng )   In this  wor klo a d 50%  of  t he o per at io ns  a re  r eads a nd  50 %   are  wr it es .     Work l oad  B  (Heavy Re ad)   In this  wor klo a d 95%  of  t he o per at io ns  a re  r eads a nd the  r e st 5% a re  wr it e s.    Work l oad  C  (Only Re ad)   Wor klo a d wit h 1 00% r ea d o pe rati on s   Work l oad D  ( Re ad La te st)   Wor klo a d wit h 9 5% read  Ope rati on s  and  5%  inser operati ons. Wo r klo a i ns erts  n e w rec ords  a nd the  m os recently  inse rted reco rds are  the m os t p opula r.   Work l oad  E   Wor klo a d wit h 9 5%  S hort  ra nges S can  Oper at ion s a nd  5% i ns ert  op e rati on s. Wo r klo a d q uer ie short  ra ng e of r ec ords, inst ead  of in div id ua l reco rds.    Work l oad  F     Wor klo a d wh e re th e  cli ent w i ll  r ead a  r ec ord , m od ify  it , and  w rite   bac the  ch a ng e s.  Ta bl e 1   show s the   detai ls sy stem  co nfi gurati on  a nd spec ific at io n for the  b e nc hm ark in g proce ss.m anu script.         Table  1: D et ai li ng   Syst em  co nf i gurati on a nd Sp eci ficat ion   Proces so   Intel Pen tiu m  C PU  B9 6 0   Clo ck  Speed   2 .20 GHz   Nu m b e o f  Co res    2   Nu m b e o f  T h read s   2   Ho st Ins tructio n  Set   6 4  bit   Ho st Op erating  Sys te m   W in d o ws   Ho st Me m o ry    4 0 9 6 MB   Virtual Op e rating  Sy ste m     Cen tOS 6.3   Virtual  Me m o r y   7 5 6 MB   Virtual Ins tructio n   Set   3 2  bit   Kernel   Linu x  2.6 .32 - 2 7 9 .e l6 .i68 6   Jav a   Jav a SE  Ru n ti m e  1.8 .0_ 4 5   YCSB  Ver sio n   0 .1.4   Red is Versio n   3 .2.0   SSDB Ve rsio n   1 .9.3   Virtual  Machin e   Orac le   VirtualB o x       3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     3.1.   Workl oad  A ( Hea vy Upd at i ng )   The  resu lt of  the  Hea vy  Update  ope rati ons  are  s how i Fig ur es  1,  Fig ur e   a nd  Fi gure  3.    In  this   resu lt SS DB  outpe rfor m Red is  as  the  nu m ber   of   th read increases  a nd   i ts  through pu div e rg es  si gn if ic antly   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   5333   -   5341   5336   with  an  i ncr eas in  the  num ber   of  threa ds.  T his  sug gests  th at   an  increase  i softwa re  th re ads  will   increa se  the  perform ance   of SS DB as s ho wn in t he  Fi gur es 1 - 3         Figure  1.   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 1000  Re cords       Figure  2.   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 5000  Re cords           Figure  3.   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 1000 Re c ords  and  1000  O per at io ns       3.2.   Workl oad   ( Hea vy R e ad)   The  res ult  of   the  Hea vy  Re ad  w orkloa as  sh ow in  Fig ure  4,   Fi gure  and   Fi gure  ha si m i la rity  with  the  heav y   update  ope rati on s SS DB  ou t perform Re dis  for  Hea vy  Re ad  ope rati on a show in  Fig ur 1,  Figure  an Figure  3.  H ow ever  this  a dva ntage   of  perf orm ance  seem to  be  lo st  as  t he  am ount  of  record s   appr oach es  10,000.  Redis cle a rly  seem s to  reco ve a ny lost  gro unds  at t his  le vel.           Figure  4 .   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 1000   Re cords  a nd  1000  O per at io ns       Figure  5 .   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 5000  Re cords  a nd  1000  O per at io ns   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Perf orma nce B enchm ar ki ng  of  Key - Val ue Store N oSQL D at abas es  ( O m oruyi  Osemwe gie )   5337       Figure  6 .   Com par is on of Re di s and  US S DB  with  10000 R e cords  a nd  1000  Operati ons       3.3.   Workl oad  C ( Only Re ad)   The  resu lt   of   the  thr ough pu t   for  S SD as   show i Fig ur es   7,  Fig ure   a nd  Fig ur e   div e rge s   sign ific a ntly  ag ai ns t t hat of R edis as t he num ber  o t hr ea ds de plo ye inc r eases .         Figure  7 .   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 1000  Re cords  a nd  1000  O per at io ns     Figure  8 .   com par iso n of Re dis  and SSDB  wit 5000 Rec ords and 1 000 O pe r at ion s           Figure  9 .   Com par is on of Re di s and SSDB  w it 1000 Re c ords  and  1000  O per at io ns       3.4.   Workl oad  D ( Read La tes t)   The  Fig ure  10,   Figure  11  an Figure  12  s hows,   how  the  re su lt   of   S SD t hro ughput  sur pa sses  that  of  Re dis.  T his als s hows  a sig ni ficant  boos of  the th rou ghput  as the  n um ber  o f  thr ea ds i ncrea ses to 8.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   5333   -   5341   5338       Figure  10 .   C om par ison   of R edis a nd SSDB  w it 1000 Rec ords and 1 000 O pe r at ion s     Figure  11 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB  w it 5000 Rec ords and 1 000 O pe r at ion s           Figure  12 .   C om par ison   of Redis a nd USSD B wit h 1 0000  Re cords  a nd  1000  O per at io ns       3.5.   Workl oad E   The  Fig ur e   13,   Fig ur e   14  a nd Figure 15  s ho ws,  ho the   R edis  cl early  o ut perform SSDB   in  te rm of  thr oughput. T hi s ind ic at es t ha t t he  SS DB is  un s uitable   for SC AN ope rati on s .             Figure  13 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB  w it 1000 Rec ords and 1 0 00 Ope r at ion s       Figure  14 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB  w it 5000 Rec ords and 1 000 O pe r at ion s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Perf orma nce B enchm ar ki ng  of  Key - Val ue Store N oSQL D at abas es  ( O m oruyi  Osemwe gie )   5339       Figure  15 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB  w it h 1 0000 Re cords  a nd  1000  Operati ons       3.6.   Workl oad F   In   the  Re ad - M od i fy - Wr it Wo r klo a as  sho wn   in  Fig ure  16,  Fig ur 17  and   Fi gure  18,   there  are   sh a des  of  sim ilarity   to  Work l oad   (Rea L at est see  Figure  10  to  Fig ure   12.  SS DB  pac es  Re dis  for  outp uts   from  1  2 ,  and  4 t hr ea ds   res pec ti vely . H owe ve the re is a  d i ve rg e nce  w hen thr ea le ng t in creases t o 8.         Figure  16 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB  w it 1000 Rec ords and 1 000 O pe r at ion s     Figure  17 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB   with  5000 Rec ords  a nd  1000  Op e rati ons           Figure  18 .   C om par ison   of Redis a nd SSDB  w it h 1 0000 Re cords  a nd  1000  Operati ons       F or   t he  series  of   e xperim ents  cond ucted,   on ly   sing le   node   instances  of   both  databases  wer us e d.  The  te st  carrie out  involve al six  (6 g e ne ric  work l oads   of   YCSB  ( W orkloa to  Wor k loa F)   SSD B   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   5333   -   5341   5340   perform bet te tha Re dis’s   thr ough pu t   in   hea vy  r ead   operati ons   by  a   sig nificant  m arg i n.   H ow e ve r,   t he   m arg in  in dicat es  sign i fican reducti on   with  rea d - m od ify   and   w rite   op e r at ion s.  T his  s hows  t hat  de vel op e rs   can  co ns i der   a doptin SS DB  for  el ast ic it in   app li cat ion   sc enar i os   w he re  updates,  hea vy  read   rea d - m od ify   and   wr it e   oper at ion are  unde rtake n.   Wh il e SSD B ’s  cl ai m   to  be  su it able  al te rn at iv to  Re dis  has   been  sh ow to  be  va li for  F ive  out  of   si w ork loads it   is  no su it ed  f or   s ho rt  or   sm al (< 10,00 0)   range  scan   qu e ries.       4.   CONCL US I O   In   c oncl us i on,   the  phe no m eno m that  has  le to   the  i ncr ea sed  visibil it of   N oSQL   is  th risin nee for  un st ru ct ur e data  an do c um ents  in  Mobi le   com pu ti ng   and  S ocial   net work  we bs it es  [28]   Wh il st  c heap e r   and   faster  m em or un it are   no ru le out,   the  gro wing  t rend  of   Bi D at and   t he  I nt ern et   of  T hings  is  decen t rali zed  database   syst em that  i m pr ov fau lt   tole ra nce  in   data bas syst e m s.  Per form ance  conc ern s   are   no only   influ e nced   by  locat ion   al one  b ut  by   data  secur it issues  al so Se cur it con ce r ns  arise  because   of   the   natu re  an c ha racteri sti cs  of   Bi Data  (the  huge  vo l um e,  velocit y,  va riet and   ver aci ty   of   data)  [ 29] On of   su c co ncerns  is  ho to  qu e r encr ypte da ta base  syst e m s   without  degra ding   pe rfor m ance  of  ap plica ti on [30,  3 1]. A lt ho ugh  this  st ud y has  not  ad dress ed  su c sec ur it issues  it   is  ce rtai that  this will   featur in lots  of  stud ie goin g f orward.       ACKN OWLE DGE MENTS   We ac knowle dge the  s upport  of Co ven a nt  U niv e rsity  in  c onduct in this   r esearch  and t he  co st  of pu blica ti on .       REFERE NCE S     [1]   C. U.  Kum ara sin ghe,   K . L. D . U. L i y ana g e, W.A. T .   Madushanka   an R. A.C . L. Men dis.   (2015 ,   Sept e m ber ).     Perform anc Co m par ison o No SQ Data base s   i Ps eudo  Distrib ute Mode C assandra ,   MongoD R edi [Onlin e] .   Avai lable:  htt ps:// ww w.re se arc hga te.ne t /prof il e/Tirosha n_Ma dushanka /publ i c at ion/ 281629653 _Perform anc e_C om par ison_of _NoS QL_Dat aba ses_in_Ps eudo_Distri bute d_M ode_Ca ss andr a_ MongoD B_Redi s/li nks/55f113ba 08ae de cb68f fd2 9 4. pdf, Access ed: Jul y .   1 ,   2016   [2]     B.   F.  Cooper,   A .   Silbe rst ei n ,   E.  Ta m ,   R.   R amakri shnan,   and   R.   S ea rs,  Benc hm ar king  cl oud  serv i ng  s y stems   with  y csb .   In  Proceedi ngs  of  th 1st   ACM  sympos ium  on  Cloud  computi ng   (New  York,  NY ,   US A,  2010),   SoC ’10,  ACM ,   pp. 143 - 1 54.   [3]   Y.  Abubaka r ,   T .   S.  Ad e y i,    an   I.  G.  Aut a,    "P erf orm anc Eva lu at ion   of  N oSQ S y stems   using  YCS in  a   Resourc Aus te r Envi ronm ent,"   Inte rnational   J ournal  of  Appl i ed  Information  Syste ms ,   vol .   7,   pp.   23 - 27,   Sep .   2014.   [4]   [A.  Ous sous ,   F. Z.   Benjel loun,   A.A.  La h c en,     S .   Bel fki h,   "Com par ison  and  Cla s sific a ti on  of  NoS QL  Data base for   Big  Data,"  in   Pr oc.   o th 2015  I nte rnational   Co nfe renc on  Bi Data,   Cloud  and   Appl i cat ions B DCA   2015,   25 - 2 Ma y   2015,   Tetu an,   Morocc [O nli ne] .   Availabl e Resea r chGa te   ,   htt ps:// ww w. res ea rch g ate. ne t.   [ Acc essed:  24  June  2016] .   [5]   H.  Khaz ae i ,   M.   Fokaef s,  S.   Zare ia n,   N.  B ei gi - M ohamm adi ,   B.   R amprasad,   M.Sh te rn,  P.  Ga ikwa d,   and   M.   Litoiu .   How   do  choose   the  right  NoS QL  soluti on ? A   c om pre hensive   th eor etical  and  ex per imental  surve y . ”  In Subm i tte d   to  Journal   of  Bi g   Data  and  Information  Anal y tic s( BDIA ) (2015). [Online ] . Availabl e:   htt ps:// ww w.re se arc hga te.ne t /prof il e/ H amze h_Kha za e i/ publ ic a ti on/ 282679529_How _Do_I_Choos e _The _Right _N osql_S olut ion_A_Com pre hensive_The ore ti c al _An d_Expe riment al_S urve y / li n ks/5 618781808ae 04 4edba d2437. pdf .   Acc essed:Jun. 2 9,   2016 .   [6]   E.   Anderson,  X .   Li ,   M .   A.  Shah ,   J.  Tucek,   and  J.   J.  W y lie,   W hat   consiste n c y   do es  y our  k e y - va lu store  ac tu al l y   provide?   HotD ep ,   vo l. 10, pp. 1 16,   2010 .   [7]   B.   Atikogl u,   Y. X u,   E.   Frac ht en ber g,   S.  Jian g ,   a nd  M.  Pale cz n y .   W orkloa ana l y s is of   la rge - sc ale  ke y - val u stor e.   In  Proceedi ngs  of  th SIGMETR ICS’12 ,   June   20 12.   [8]   K.  Ma,   A.  Abra ham,  Towa rd  l i ghtwei ght   tra nsp are nt   data  m iddleware   in  suppor of  do cument  st ore s”  in   W ICT   2013:  Proc ee din gs of   th e thi rd   W orld Congre ss   on  Information  an Comm unic ati o Technol og ie s   ( 2013)   [9]   C.   Chasseur,  Y.  Li ,   and  J.   M.  Pa te l .   En abl ing   JS ON   document  stores  in  r el a ti ona s y st ems .   In   Pr oce ed ings  of  th e   16th  Int ernati on al  Workshop on   the   W eb  and   Dat abases ( We bDB),   pag es  1 - 6 ,   20 1 3.   [10]     R.   C at t ell,   Scalable sql and  nos ql  da ta store s, ”  ACM  SIGMO Re cord ,   vol .   39 ,   no.   4 ,   pp .   12 27 ,   2010.   [11]     D.J.  Abad i. Col um stores  for  w ide   and  sparse   d at a .   In   CIDR,   As il om ar,   CA ,   US A,  2007.   [12]     V.  Kac holi a ,   S.  Pandit ,   S.   Chakr aba rt i,   S.  Suda rshan,   R .   Desa i ,   a nd  H.  Kara m belkar,   "Bid ire c ti on al   exp ansion  fo r   ke y word   sea r ch on gr aph  d ataba s es, " i n   Proc .   of   VLDB  Confe ren ce ,   2005,   pp.   50 5 - 516.   [13]   J.  Han,   E.   Haih ong,   G.  Le ,   and   J.  Du,  " Surve y   on  No SQ dat aba se, In  Pe rv asive   Computin and  Appl ic ations  ( ICPCA ) ,   2011  6th  Int ernati onal   Confe renc on ,   Oct.   2011 ,   pp .   3 63 - 366.     [14]   [Online ] . Availab le :   htt p :/ /r edi s.io   Acc essed:   Jul y .   1,   2016 .   [15]   Online ] . Availabl e: htt p :/ /www . id e awu. com/blog/ p ost/c ategor y /ssd b,   Ac ce ss ed:   Jul y .   1 ,   2016   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Perf orma nce B enchm ar ki ng  of  Key - Val ue Store N oSQL D at abas es  ( O m oruyi  Osemwe gie )   5341   [16]     Kata rina   Grolin ger ,   W il son  A.  Higashino,   Abhi na Ti wari   and  Miria m   A.  M.  C apr etz,   Data   m ana gement  in  cl o ud  envi ronm ent s:  NoS QL  and  N ewSQ dat st ore s”,   Journal  of  Cloud  Com puti ng:  Advanc es,   S y stems   an Applic a ti ons 20 13,   2:22 h tt p:// ww w.j ourna lofc l oudcomputing. c om /c onte nt/2/1/ 22   [17]   [Online ] . Availab le :ht tps:/ /g it hub . com/ant ir ez /r edis   Acc essed:   Jul y.   1 ,   2016 .   [18]     R.   Ier usal ims chy ,   L .   H .   de   Figue ire do,   W .   C el es .   Lua   5 . R efe r en ce   Manu al. Lua . org,   2006 .   [19]     [Online ] . Avai lable: ht tps: // ss db. io  Acc essed:  Jul y .   2 ,   2016 .   [20]   [Online ] . Availab le :https :/ /g it hub . com/ide awu/ss d Acc essed:   Jul y.   2 ,   2016 .   [21]   [Online ] . Availab le :http:/ /www . id ea wu.c om /bl og / post/c ategor y /ss db  Acc essed:   Jul y .   2 ,   2016 .   [22]     R.   Sear s,  C.   Van  Inge n ,   and  J .   Gra y ,   To  BL OB  or  not  to  B LOB:  La rg obj ec stor age   in  a   dat ab ase   or   a   fil es y s te m ? , ” ar Xiv  Prepr. c s/07 011 68,   pp .   1 11 ,   2007.   [23]   M.  Selt z er,  D.  K rinsk y ,   K.  Sm it h ,   and  X .   Zh ang,   The   ca se   for  ap pli c at ion - spe ci fi benchm ark ing,”  in  Hot  Topi cs   in  Operating   Sys te ms ,   1999 .   Pro c ee dings o th S e ve nth   Workshop  on ,   1999 ,   pp .   10 2 107.   [24]   B.   Cooper ,   YCS B:  Yahoo!  C lou Serving   B enc h m ark .   2017.   [25]   T.   R abl e t   a l.,  BigBe nch   Speci f i ca t ion  V0.   1, ”  in   Specifying Big D ata  Be n chmarks ,   Springer ,   201 4,   pp .   164 201 .   [26]   Sort  Benc hm ar Hom Page.”  [ Online ] .   Avai la b le :   htt p :/ /sortb en chmark. org./.   [Acc essed:   01 - Jan - 2018] .   [27]   H.  Khaz a ei   et   a l. ,   How   do  c hoose  the   r ight  nosql  soluti on compreh ensi ve  the or etical  a nd  expe rimen ta l   surve y .   [28]   S. - H.  Jung,  J. - C .   Kim ,   and   C. - B.   Sim ,   Predic ti on   Data  Proce ss ing   Scheme  using  a Artificial  Neur al   Ne twork  and   Data   Cl usteri ng   for  Big  Da ta , ”  I nte rnational   Jou rnal   of  E lectric a and  Computer  Engi ne ering  ( IJE CE) . ,   vol .   6 ,   n o .   1,   p .   330 ,   2016 .   [29]   S.  A.  Th ane ka r,  K.  Subrahm an yam,  and  A.   B.   Bagwa n,   Big  d at and  MapR ed uce   cha l le nges ,   opportuni ties  an tre nds,”   In te rnat ional   Journal  of   El ectric al  and  Computer  Engi n ee ring  ( IJE CE) . ,   vol.   6,   no.   6 ,   p p.   2911 2919,   2016.   [30]   Y.  D.  Jang   and   J.  H.   Kim ,   compari son  of  the  quer y   e xec ut ion  a lgori t hm in  sec ure   dat ab ase   s y s te m ,   Inte rnational   Jo urnal  of El e ct ri c al  and  Comput er  Engi n ee ring   ( IJE CE) ,   vol .   6 ,   no .   1,   pp.   337 343,   2016.   [31]   Chin onso,  Okere ke,   Os emw egi Om oruy i ,   Kenne d y   Okokpujie,  a nd  Sam uel   John.   "D eve lopment  of  an  Enc r y pti ng   S y stem  for  an  Im age   Viewe r   base on  Hill   Ciphe Algorit hm " ,   Cove nant  Journ al  Of  Engi nee ri ng  Technol ogy   1,   no.   2   (2017).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.