Applicability of NoSQL databases to mobile networks

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2010
Major/Subject
Tietokoneverkot
Mcode
T-110
Degree programme
Language
en
Pages
Series
Abstract
In the cloud computing paradigm enterprises pay for only those computing, storage, software and network resources which are actually used. This development has had an immense effect on the technology and business sides of the IT industry. Cloud computing platforms and the most popular Internet services are truly of planetary size which has led to the development of a new kind of data store solutions known as NoSQL databases. At the same time mobile operators have mostly stayed outside the benefits of cloud computing development. The purpose of the thesis is to investigate how mobile operators could enter the cloud and whether it would be beneficial. Key differences between relational databases and NoSQL databases are presented. It is typical for NoSQL solutions to drop SQL compatibility and ACID guarantees in favour of massive horizontal scalability and flexibility. Different approaches and definitions of mobile cloud computing are studied in the literary review. A traditional benchmark tool Telecom Application Transaction Processing (TATP) which simulates the load of home location register (HLR) was modified to support HBase. Initial measurements in the Amazon EC2 cloud show that HLR performance requirements can be reached for up to four million subscribers with a small cluster configured with near out-of-the-box setup. High availability and durability of data is achieved through the built-in replication scheme of the Hadoop Distributed File System (HDFS). The greatest cost savings from cloud computing come from the improved utilization of resources and therefore a hybrid cloud model where public and private clouds are combined is a promising approach.

Pilveä hyödynnettäessä yritykset maksavat vain niistä laskenta-, tallennus-, ohjelmisto- ja verkkoresursseista, joita ne käyttävät. Tämä kehitys on aiheuttanut valtavan muutoksen IT-sektorilla. Suurimmat pilvialustat ja Internetpalvelut käsittelevät niin valtavia määriä dataa, että niitä varten on kehitetty uudentyyppisiä hajautettuja tietovarastoja, jotka tunnetaan nimellä NoSQL-tietokannat. Toisin kuin IT-sektori, mobiilioperaattorit eivät vielä ole juurikaan hyödyntäneet pilvilaskentaa toiminnassaan. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia miten mobiiliverkoissa voitaisiin käyttää pilvilaskentaa ja mitä hyötyä siitä olisi. Merkittävimmät erot relaatiotietokantojen ja NoSQL-tietokantojen välillä on esitetty. Yleensä NoSQL-ratkaisut luopuvat SQL-yhteensopivuudestaja ACID-transaktioista, jotta ne voidaan suunnitella skaalautuvaksi tuhansille palvelimille helposti. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään millä eri tavoin pilvilaskenta mobiiliympäristössä voidaan ymmärtää. Perinteinen mittaustyökalu, joka simuloi HLR:n toimintaa, modifioitiin yhteensopivaksi HBase NoSQL-tietokannan kanssa. Mittaukset osoittavat, että jo viiden virtuaalikoneen ryväspalvelimella Amazonin pilvessä voidaan testissä täyttää neljän miljoonan tilaajan HLR:lle asetetut suorituskykyvaatimukset. Riittävä kestävyys saavutetaan replikoimalla data usealle palvelimelle. Pilvestä saatavat kustannussäästöt perustuvat resurssien yksityistä konesalia korkeampaan käyttöasteeseen. Tästä johtuen julkisen ja yksityisen pilven yhdistämisestä syntyvä hybridipilvi on lupaava lähestymistapa pilven soveltamiseen mobiiliverkoissa.
Description
Supervisor
Ylä-Jääski, Antti
Thesis advisor
Raivio, Yrjö
Keywords
cloud computing, pilvi, NoSQL, NoSQL, mobile network, mobiiliverkot, HBase, HBase, HLR, HLR, TATP, TATP, telecommunications, telekommunikaatio
Other note
Citation