Bachelor's Thesis

Comparison of database engines for distributed services in Google Cloud Platform

Final Thesis 5.69 MB Appendix 13.08 MB

Author of thesis: Bc. Gregor Budz

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: RNDr. Ing. Pavel Šeda, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Radek Fujdiak, Ph.D.

Abstract:

The bachelor thesis focuses on the analysis and comparison of database systems suitable for distributed services deployed in the Google Cloud Platform environment. The theoretical part describes selected relational, non-relational and NewSQL databases, including their scalability, replication mechanisms and consistency properties. The practical part consists of the implementation of a benchmarking tool in Go and an analytical tool in Python, which are used for workload generation, metric collection and processing of measurement results. The experimental evaluation was performed on Cloud SQL, AlloyDB, Self-managed Cassandra, GCP Bigtable, GCP Firestore and GCP Spanner. The evaluation focuses on write latency, application-level data visibility in a second region, regional differences, runtime stability and operational costs. The results provide both a qualitative and quantitative comparison of the selected database solutions and support the assessment of their suitability for distributed cloud services.

Keywords:

Database, distributed systems, Google Cloud Platform, benchmark, latency, replication, consistency, Go, Python

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Telecommunications

Study programme

Information Security (BPC-IBE)

Composition of Committee

doc. Ing. Karel Burda, CSc. (předseda)
JUDr. Ing. František Kasl, Ph.D. (místopředseda)
RNDr. Ing. Pavel Šeda, Ph.D. (člen)
Ing. Ľuboš Nagy, Ph.D. (člen)
Ing. Vlastimil Člupek, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pospíšil, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Plšek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
RNDr. Ing. Pavel Šeda, Ph.D.

Bakalářská práce byla převážně řešena s konzultantem práce, jehož posudek je v příloze a plně s ním souhlasím. Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 55,37 kB

Reviewer’s report
doc. Ing. Radek Fujdiak, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá porovnáním databázových systémů vhodných pro distribuované služby v prostředí Google Cloud Platform. Autor zpracoval teoretické porovnání vybraných relačních, nerelačních a NewSQL databází a v praktické části provedl experimentální měření nad službami Cloud SQL, AlloyDB, self-managed Cassandra, GCP Bigtable, GCP Firestore a GCP Spanner. Pozitivně hodnotím rozsah praktické části, vytvoření benchmarkovacího nástroje v jazyce Go a analytického nástroje v jazyce Python, víceregionální testovací prostředí, zpracování metrik latence, viditelnosti dat mezi regiony a orientačních provozních nákladů. Výsledky mají praktickou využitelnost pro rozhodování v prostředí společnosti Gen. K práci mám však několik výhrad. Zadání požadovalo implementaci testovací knihovny v jazyce Python pro základní operace nad záznamy, zatímco hlavní benchmarkovací část je realizována v jazyce Go a Python slouží primárně ke zpracování výsledků. Dále považuji dobu měření 5 minut "zahřívací fáze" a 30 minut "vlastního testu" za velmi malou, což mj. omezuje průkaznost závěrů pro dlouhodobý produkční provoz. Analýza konfliktů při souběžných změnách záznamů je v práci zachycena spíše nepřímo a zasloužila by hlubší metodické zpracování. I přes uvedené výhrady jde nicméně o rozsáhlou a prakticky užitečnou práci. Zadání považuji za splněné a práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Jak by se podle vás změnilo pořadí databází, pokud by měření probíhalo jako dlouhodobý produkční soak test v řádu hodin až dnů?
Points proposed by reviewer: 84

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová