Horizontálne vs. vertikálne škálovanie: Pochopenie…

Ako vývojár ste sa možno stretli s výzvou škálovania vášho servera tak, aby vyhovoval zvýšenej návštevnosti a dopytu. Môže to byť náročná úloha, pretože si vyžaduje starostlivé plánovanie a zváženie rôznych faktorov, ako sú náklady, výkon a budúci rast.

Dve primárne metódy škálovania servera sú horizontálne a vertikálne škálovanie.

Horizontálne škálovanie, často nazývané „zmenšovanie“, zahŕňa pridanie ďalších strojov do vášho existujúceho fondu zdrojov. Táto stratégia je podobná pridávaniu ďalších pruhov na diaľnicu, aby sa vyhla zvýšenej premávke.

Na druhej strane, Vertical Scaling, alebo „scaling up“, je o rozšírení možností existujúceho stroja, ako je zvýšenie výkonu procesora, pamäte alebo úložiska. Je to podobné ako pri modernizácii motora auta pre lepšiu rýchlosť a výkon.

Obe stratégie majú svoje vlastné výhody a výzvy. Cieľom tohto blogového príspevku je hlbšie ponoriť sa do týchto dvoch stratégií a poskytnúť podrobné porovnanie, ktoré vám pomôže rozhodnúť sa o architektúre vášho systému.

Čo je škálovanie servera a prečo je to kľúčové?

Škálovanie servera je ako posilniť váš server, aby držal krok s meniacimi sa požiadavkami vašej aplikácie. Server môžete škálovať vertikálne pridaním ďalších prostriedkov na jeden server alebo horizontálne pridaním viacerých serverov na zdieľanie pracovného zaťaženia.

Voľba medzi týmito dvoma metódami závisí od konkrétnych potrieb aplikácie a jej pracovnej záťaže. Monitorovanie výkonu servera a prispôsobenie stratégie škálovania je dôležité na zabezpečenie optimálneho výkonu a nákladovej efektívnosti.

Škálovanie servera môže byť užitočné v rôznych scenároch. Ak napríklad prevádzkujete elektronický obchod, môžete zaznamenať nárast návštevnosti počas sviatkov alebo výpredajových akcií. V tomto prípade môžete škálovať svoj server tak, aby spravoval zvýšenú návštevnosť a zabezpečil tak rýchlu a responzívnu webovú stránku.

Ďalším prípadom použitia pre škálovanie servera je spustenie novej funkcie alebo produktu na vašom webe. To môže prilákať viac návštevníkov na vaše stránky a možno budete musieť prispôsobiť svoj server tak, aby vyhovoval zvýšenej návštevnosti.

Okrem toho, ak spúšťate webovú aplikáciu, ktorá spracováva veľké množstvo údajov, ako je platforma na analýzu údajov alebo model strojového učenia, možno budete musieť škálovať svoj server, aby zvládol zvýšené výpočtové zaťaženie.

Ako funguje škálovanie servera?

Môže byť náročné odhadnúť, akú návštevnosť získa, ak ste v počiatočných fázach prevádzky webovej stránky, webovej aplikácie alebo inej služby. Zistíte, že je potrebné škálovať váš server, aby ste zlepšili jeho výkon. Poďme pochopiť, ako to funguje.

Keď sa počet požiadaviek používateľov alebo návštevnosť aplikačného servera výrazne zvýši, môže to brániť efektívnosti servera. Preto je dôležité, aby bol server škálovateľný. To umožňuje zvýšiť kapacitu servera v súlade s rastúcou prevádzkou, čím sa zabráni akýmkoľvek zlyhaniam.

Server môžete zväčšiť dvoma rôznymi spôsobmi:

1. Pridanie ďalších hardvérových komponentov do vašej aktuálnej konfigurácie servera (napr. pridanie viac pamäte RAM alebo úložného priestoru na váš dedikovaný server) je známe ako vertikálne škálovanie.
2. Horizontálne škálovanie pridá viac serverov do vašej konfigurácie hostingu, aby sa zvýšil jej výkon. Táto konfigurácia je známa aj ako klaster serverov.

Porovnanie horizontálneho a vertikálneho škálovania

Aby sme lepšie pochopili rozdiely medzi horizontálnym a vertikálnym škálovaním, pozrime sa bližšie na jednotlivé metódy a porovnajme ich vedľa seba.

Horizontálne škálovanie: Výhody a obmedzenia

Horizontálne škálovanie (alebo škálovanie) je metóda, ktorá rieši zvýšený dopyt pridaním ďalších strojov alebo uzlov do vašej existujúcej serverovej infraštruktúry.

Ak napríklad webová aplikácia zaznamená zvýšený počet relácií, horizontálne škálovanie rozloží zaťaženie medzi viaceré inštancie. Táto distribúcia v rôznych zónach dostupnosti zvyšuje výkon a zvyšuje spoľahlivosť.

Je však potrebné poznamenať, že horizontálne škálovanie môže spôsobiť zložitosť, najmä pri zmenšovaní.

Výhody

Tu sú niektoré kľúčové výhody horizontálneho škálovania:

1. Nákladová efektívnosť: Platíte len za to, čo využívate, čo môže viesť k výrazným úsporám nákladov.
2. Znížené prestoje: S viacerými strojmi sa výrazne znižuje pravdepodobnosť úplného zlyhania systému.
3. Vysoká dostupnosť: Systém zostáva dostupný a funkčný aj v prípade zlyhania jedného alebo viacerých strojov.
4. Škálovateľnosť: Je jednoduchšie spravovať limity kapacity hardvéru a môžete jednoducho meniť veľkosť a veľkosť systému podľa svojich požiadaviek.
5. Nadbytok: Viaceré počítače znamenajú, že v prípade akýchkoľvek porúch je k dispozícii záloha.
6. Jednoduchosť inovácie: Aktualizácia systému je jednoduchšia, pretože ju možno vykonať na jednotlivých počítačoch bez ovplyvnenia celého systému.
7. Žiadne poplatky za špičkový dopyt: Keďže môžete škálovať nahor alebo nadol na základe dopytu, nemusíte platiť za špičkovú kapacitu dopytu, ak nie je potrebná.

Obmedzenia

Horizontálne škálovanie síce môže zvýšiť výkon a spoľahlivosť, no zároveň prináša ďalšiu zložitosť v porovnaní so systémom s jedným serverom. Tu je niekoľko kľúčových bodov:

1. Zložitosť systému: Distribuovaná alebo klastrovaná architektúra je vo svojej podstate zložitejšia ako samostatný server. Je to preto, že zahŕňa viacero serverov pracujúcich v tandeme, čo si vyžaduje starostlivú koordináciu a správu.
2. Prevádzková zložitosť: Údržba klastra serverov môže byť náročnejšia ako správa jedného servera. Je to spôsobené zvýšeným počtom komponentov, čo môže viesť k väčšiemu počtu potenciálnych bodov zlyhania a vyžaduje si viac úsilia na monitorovanie a údržbu.
3. Architektonické požiadavky: Systém musí byť navrhnutý ako klaster serverov v distribuovanej architektúre, aby efektívne zvládal záťaž. Vyžaduje si to starostlivé plánovanie a dizajn, aby sa zabezpečilo, že servery budú môcť efektívne a spoľahlivo spolupracovať.

Prípady použitia

Tu je niekoľko prípadov použitia, v ktorých môže byť horizontálne škálovanie obzvlášť prospešné:

1. Vysoký výkon: Ak vaša služba vyžaduje vysoký výkon, horizontálne škálovanie môže rozdeliť pracovné zaťaženie na viacero počítačov, čím sa zvýši celkový výkon systému.
2. Znížený počet bodov zlyhania: Horizontálne škálovanie zahŕňa použitie viacerých strojov. To znamená, že ak jeden stroj zlyhá, môžu ho prevziať iné, čím sa zníži riziko jediného bodu zlyhania.
3. Flexibilita konfigurácie: S viacerými strojmi môžete každý nakonfigurovať rôznymi spôsobmi, aby ste zvýšili efektivitu.
4. Rozšírenie zdrojov: Ak máte prístup k ďalším externým zdrojom, ako je hardvér a softvér, môžete ich pridať do svojho systému a zvýšiť tak výkon.
5. Architektúra mikroslužieb: V architektúre mikroslužieb môže byť horizontálne škálovanie obzvlášť efektívne. Každá mikroslužba môže byť škálovaná individuálne na základe jej špecifického dopytu, čo vedie k lepšiemu výkonu v distribuovanom systéme.

Vertikálne škálovanie: Výhody a obmedzenia

Vertikálne škálovanie (alebo škálovanie) zahŕňa zlepšenie schopností a zdrojov jedného komponentu. Na rozdiel od horizontálneho škálovania, ktoré rozdeľuje zaťaženie, vertikálne škálovanie sa zameriava na zvýšenie kapacity jedného prvku.

Táto metóda sa často používa v systémoch, ktoré nie sú určené na distribúciu, ako je napríklad relačná databáza. Poskytuje priamy spôsob zvýšenia výkonu systému inováciou zdrojov existujúceho počítača.

Databáza sa napríklad preťaží v dôsledku zvýšeného objemu údajov a zložitých dopytov. Zaťaženie databázy sa potom rieši škálovaním zdrojov, ako je CPU, RAM a úložný priestor.

Výhody

Tu sú niektoré kľúčové výhody vertikálneho škálovania:

1. Menej zmien: Vertikálne škálovanie je jednoduchšie na implementáciu, pretože si nevyžaduje významné zmeny v softvéri. Vylepšujete existujúce zdroje, nie pridávate nové.
2. Nákladovo efektívne: Vertikálne škálovanie môže byť nákladovo efektívnejšie, pretože nepridávate nové zdroje, ale iba inovujete existujúce. Ušetríte na nákladoch spojených s obstaraním a údržbou ďalších strojov.
3. jednoduchosť: Údržba jedného systému je menej komplikovaná ako správa distribuovanej architektúry. Táto jednoduchosť môže znížiť úsilie a náklady na údržbu.
4. Ľahký vývoj: S vertikálnym škálovaním môže byť softvér vyvinutý ako monolit, čím sa eliminuje potreba prerobiť ho do distribuovanej architektúry.

Obmedzenia

Aj keď môže byť vertikálne škálovanie prospešné, prichádza s určitými obmedzeniami. Tu je niekoľko kľúčových bodov:

1. Zvýšený prestoj: Vertikálne škálovanie často zahŕňa zrušenie servera na opravu alebo aktualizáciu. To môže viesť k zvýšeným prestojom a možným výpadkom služieb.
2. Jediný bod zlyhania: Keďže vertikálne škálovanie sa zameriava na jeden server, zvyšuje sa riziko straty údajov v prípade zlyhania hardvéru alebo softvéru.
3. Hardvérové ​​obmedzenia: Existuje limit, do akej miery môžete škálovať jeden server. Každý stroj má limit pre RAM, úložný priestor a výpočtový výkon. Po dosiahnutí týchto limitov nie je možné ďalšie škálovanie.

Prípady použitia

Tu je niekoľko scenárov, v ktorých môže byť vertikálne škálovanie najlepšou voľbou:

1. Efektívnosť zdrojov: Ak sú zdroje menej potrebné, vertikálne škálovanie vám umožní zvýšiť výkon existujúceho stroja bez pridávania nových.
2. Operácie malých podnikov: Pre malé podniky, ktoré potrebujú riadiť prevádzku, ale nemajú vysoké nároky, môže byť vertikálne škálovanie nákladovo efektívnym riešením.
3. Neistá premávka: Ak si nie ste istí konzistenciou vašej návštevnosti alebo počtom používateľov, vertikálne škálovanie vám umožní prispôsobiť kapacitu vášho servera podľa potreby.
4. Nevyžaduje sa redundancia: Vertikálne škálovanie môže byť jednoduchší a priamočiarejší prístup, ak vaše operácie na optimálne fungovanie nevyžadujú redundanciu.
5. Menej prestojov: Vertikálne škálovanie môže viesť k kratším prestojom v dôsledku menšieho počtu upgradov, ktoré sú ďaleko medzi nimi.
6. Staršie aplikácie: Vertikálne škálovanie môže poskytnúť potrebné zvýšenie výkonu pre staršie aplikácie, ktoré nevyžadujú vysokú škálovateľnosť alebo distribúciu.
7. Obmedzené inžinierske zručnosti: Ak je nedostatok kvalifikovaných inžinierov na správu viacerých strojov, vertikálne škálovanie vám umožní zvýšiť výkon zameraním sa na jeden stroj.

Automatické škálovanie pre vysokovýkonné webové stránky

Spoločnosti môžu škálovať svoje operácie dvoma spôsobmi: vertikálne (rozširovanie alebo kontrahovanie) a horizontálne (do vnútra alebo von). Vertikálne škálovanie alebo inovácia zlepšuje infraštruktúru, zatiaľ čo horizontálne škálovanie zahŕňa pridanie ďalších terminálov.

Inovatívna technológia, ktorá pomáha v tomto procese, je „Autoscaling“.

Autoscaling je technika, ktorá dynamicky spravuje a prideľuje výpočtové zdroje na základe zaťaženia servera. Umožňuje organizáciám automaticky prispôsobovať cloudové služby, ako sú kapacity serverov alebo virtuálne stroje, na základe definovaných podmienok, ako je návštevnosť alebo úrovne využitia.

Ak napríklad webová stránka zaznamená náhle vysoké objemy návštevnosti, môže byť náročné ju spravovať bez spomalenia alebo zlyhania. Automatické škálovanie rieši tento problém automatickým prispôsobením kapacity na základe potrieb lokality.

Zväčšuje sa (spúšťa viac serverov), keď sa prevádzka zvyšuje, a znižuje (vypína servery), keď sa prevádzka znižuje. To zaisťuje optimálny výkon a využitie zdrojov.

DreamHost Autonomous

DreamHost Autonomous je funkcia špeciálne navrhnutá pre plne spravovaný hosting WordPress. Je postavený na Kubernetes a škáluje sa nahor a nadol podľa dopytu po návštevnosti vášho webu. Tu je niekoľko kľúčových bodov:

1. Výkon a efektívnosť

DreamHost Autonomous zaisťuje optimálny výkon pre váš web WordPress zosúladením zdrojov s potrebami v reálnom čase. Táto prispôsobivosť zvyšuje používateľskú skúsenosť a nákladovú efektívnosť.

2. Vysoká dostupnosť a škálovateľnosť

DreamHost Autonomous poskytuje vysokú dostupnosť, prakticky nekonečné automatické škálovanie a výkon na podnikovej úrovni. Dokáže zvládnuť veľké objemy prevádzky a objednávok bez spomalenia alebo zrútenia.

3. Ideálne pre firmy

Je to skvelá voľba pre marketingové a dizajnérske agentúry a vlastníkov online firiem, ktorí sa chcú zamerať na riadenie svojich podnikov a zvyšovanie návštevnosti webových stránok.

4. Architektúra

DreamHost používa Kubernetes, platformu na orchestráciu kontajnerov, na nasadenie a správu aplikácií WordPress. Vaša stránka WordPress beží v rámci skupiny kontajnerov nazývaných pody, ktoré spracovávajú webové požiadavky a vyrovnávajú zaťaženie.

5. Vysoká dostupnosť a výkon

Architektúra DreamHost Autonomous zaisťuje vysokú dostupnosť a výkon pre váš web WordPress. Vyrovnávače záťaže rovnomerne rozdeľujú premávku na podstavce, čo umožňuje horizontálne škálovanie, aby zvládlo špičky premávky.

6. Automatické škálovanie

Keď váš web zaznamená zvýšenú návštevnosť, DreamHost Autonomous automaticky roztočí ďalšie moduly, aby zvládli záťaž. Keď sa návštevnosť zníži, nadbytočné moduly sa automaticky zmenšia, čím sa šetria zdroje a náklady.

Pokyny pre výber správneho servera

Výber medzi vertikálnym, horizontálnym a automatickým škálovaním môže byť skutočne náročný. Tu je niekoľko faktorov, ktoré treba zvážiť:

Logické spracovanie

• Horizontálne škálovanie: Rozdeľuje sekvenčnú logiku na menšie časti pre paralelné vykonávanie na viacerých strojoch.
• Vertikálne škálovanie: Spustí rovnaký kód na výkonnejších počítačoch bez zmeny logiky.
• Automatické škálovanie: Dynamicky spravuje a prideľuje výpočtové zdroje na základe zaťaženia servera.

Riadenie dopravy

• Vertikálne škálovanie: Vhodné pre miernu premávku.
• Horizontálne škálovanie: Ideálne na spracovanie stoviek tisíc súbežných požiadaviek, ktoré ponúkajú vyššiu rýchlosť, elasticitu a výkon.
• Automatické škálovanie: Automaticky prispôsobuje cloudové služby, ako sú kapacity serverov alebo virtuálne stroje, smerom nahor alebo nadol na základe definovaných podmienok, ako je návštevnosť alebo úrovne využitia.

Správa databázy

• Vertikálne škálovanie: Pridáva viac zdrojov do existujúcich serverových stojanov, čo umožňuje spúšťanie údajov na jednom uzle. Jednoduchšia správa údajov.
• Horizontálne škálovanie: Zahŕňa pridávanie nových serverov, vyžaduje správu mnohých dotazov, ale dokáže efektívne spracovať väčšie databázy.
• Automatické škálovanie: Automaticky sa zväčší (spustí viac serverov), keď sa prevádzka zvýši, a zníži (vypne servery), keď sa zníži.

Či už si vyberiete vertikálne alebo horizontálne škálovanie, začlenenie automatického škálovania môže dynamicky upravovať vaše zdroje na základe potrieb v reálnom čase. Zabezpečuje optimálny výkon a využitie zdrojov.

Zhrnutie

Rozhodovanie o stratégii škálovania je kritickou úlohou, ktorá si vyžaduje starostlivé zváženie rôznych faktorov, ako je výkon, dostupnosť, náklady a návštevnosť. Vaša voľba by mala byť v súlade s vašimi obchodnými cieľmi a mala by zabezpečiť bezproblémovú prevádzku vašich aplikácií alebo webových stránok.

Horizontálne škálovanie je dobrou voľbou, keď potrebujete zvládnuť veľké objemy prevádzky, zatiaľ čo vertikálne škálovanie je vhodnejšie pre zložité úlohy, ktoré vyžadujú väčší výpočtový výkon.

Ak potrebujete ďalšiu pomoc pri implementácii stratégií horizontálneho alebo vertikálneho škálovania, možno budete chcieť zvážiť partnerstvo s poskytovateľom spravovaných cloudových služieb, ako je DreamHost. Neváhajte sa opýtať, ak máte nejaké otázky.

×

Získajte náš bulletin
Buďte prvý, kto získa najnovšie aktualizácie a návody.

Ďakujeme, že ste nás odoberali!