Постоянно развивающиеся компании могут сталкиваться с проблемами производительности. Без своевременного, правильного масштабирования программы начинают работать медленнее и становятся менее эффективными, тем самым вызывая недовольство пользователей. Однако, имеется выход из создавшейся ситуации: выбор подходящей стратегии масштабирования, так как различные ее виды подразумевают разные подходы.
Сегодня в нашей публикации проанализируем горизонтальное и вертикальное масштабирование, поговорим об их плюсах и минусах, как бизнесу сделать правильный выбор.
Что такое масштабирование IT-инфраструктуры
Под термином подразумевают наращивание ресурсов в связи с ростом объемов информации. Такая необходимость может появиться не только при расширении компании, но и в ходе работы, когда заметно вырастает массив данных, усложняется программное обеспечение, уменьшается свободное место в памяти сервера.
Зачем масштабировать системы
Процедура проводится по ряду причин, например:
- Возрастает количество пользователей или используемой информации. Это может увеличить нагрузку, с которой имеющиеся мощности уже не будет справляться. Масштабирование системы позволит перераспределить нагрузку, сделать работу стабильнее.
- Возможность повысить скорость отклика сервиса. Горизонтальное, вертикальное масштабирование способны ускорить функционирование системы, сократить период отклика, улучшить опыт пользователей.
- Поддержка постоянной доступности сервера, высокого уровня отказоустойчивости. Такие результаты достигаются благодаря распределению существующей нагрузки среди нескольких платформ или узлов.
Горизонтальное и вертикальное масштабирование отличаются друг от друга, характеризуются различными подходами к построению ИТ-инфраструктуры. Ниже мы остановимся на этом подробно.
Вертикальное масштабирование
Данный метод предполагает модернизацию существующего оборудования, серверов, ПК, чтобы добиться большей производительности. Устанавливают более современные, мощные процессоры, более объемную оперативную память. Апгрейд может коснуться ускорителей хранения информации, а также графических процессоров и других компонентов.
Преимущества и недостатки вертикального масштабирования
Масштабированность этого типа имеет свои преимущества:
- Просто внедряется, не требует кардинальных структурных изменений в ПО.
- Существующая архитектура благодаря незначительным изменениям лучше масштабируется, настраивается.
- Минимизируется несогласованность в работе с базами данных, так как все хранится на одном устройстве.
- Экономия электроэнергии (один сервер тратит ее намного меньше, чем 2-3).
- Не возникает сложностей с программным обеспечением, так как оно часто ориентировано на подобный способ.
Если говорить о недостатках, то это:
- аппаратные ограничения, увеличение мощностей «упирается» в возможности физического оборудования;
- простои, связанные с обновлением комплектующих, выходом из строя оборудования;
- рост стоимости всего оборудования, большие финансовые затраты.
Горизонтальное масштабирование
Метод ориентирован на наращивание вычислительных узлов, чтобы была возможность равномерно распределять между ними нагрузку. Он особо востребован в больших IT-компаниях. Инфраструктура расширяется за счет новых серверов, НОДов. Добавление идет в кластер, применяются балансировщики нагрузки.
Преимущества и недостатки горизонтального масштабирования
К плюсам этого подхода можно отнести:
- гибкость в адаптации системы к возникающим нагрузкам;
- масштабируемость без необходимости останавливать работу сервера;
- высокий уровень отказоустойчивости, при выходе из строя одного сервера, остальные продолжают работать.
Минусы заключаются в:
- сложности настройки;
- необходимости синхронизировать все базы данных, другие сведения в связи с введением новых серверов;
- требовании к платформам относительно распределенной архитектуры.
Сравнение горизонтального и вертикального масштабирования
Как уже говорилось, горизонтальное и вертикальное масштабирование отличаются, имеют свою специфику. Поэтому конкретный выбор между этими видами зависит от размаха проекта, его структуры, прогнозов по будущим нагрузкам.
Когда выбирать вертикальное масштабирование
Данный подход подразумевает модернизацию имеющегося оснащения. Такой вариант предпочитают небольшие компании со скромным бюджетом на развитие инфраструктуры и те, кто имеет:
- ПО с простой, монолитной архитектурой, не предназначенной для функционирования в распределенной среде;
- периодические пиковые нагрузки, при которых необходимо быстро увеличивать мощности;
- необходимость взаимодействовать с БД.
Предпочтителен такой вариант на фазе прототипирования, при котором быстрое расширение становится предпочтительнее долгосрочной оптимизации.
Когда выбирать горизонтальное масштабирование
Горизонтальное масштабирование бывает особенно полезно для высоконагруженных систем, и там, где предоставляется ПО как услуга. Его стоит использовать, если:
- необходимо обеспечить отказоустойчивость (при сбоях в одном узле работу поддерживают другие);
- проект применяет распределенные БД;
- возникает необходимость обрабатывать массивы данных.
Горизонтальный способ может хорошо подойти проектам, в которых предвидится бурный рост, так как он имеет теоретически неограниченные возможности для расширения.
Гибридный подход: совмещение вертикального и горизонтального масштабирования
Для некоторых проектов оптимальным решением будет совмещение вертикального и горизонтального масштабирования. Компания может приступить к постепенному наращиванию мощностей у имеющегося оборудования, далее перейти на вариант из 2-3 и более машин. В итоге сначала используются по максимуму имеющиеся ресурсы, потом масштабируется, обрастая дополнительными элементами, вся система. Это приводит к еще большей производительности.
Такая стратегия позволит бизнесу пользоваться имеющейся инфраструктурой, одновременно готовиться к росту в перспективе, а далее начать распределять БД по нескольким узлам.
Гибридный подход позволяет достигать баланса между уровнем производительности и сложностью взаимодействия с новой структурой управления, обеспечивает определенную гибкость, надежность. Но при этом надо быть готовым к тому, что внедрение сложно в реализации, требует больших расходов.
Как выбрать оптимальный тип масштабирования для бизнеса
Выбор подходящего для компании типа масштабирования может зависеть от степени долгосрочности стратегических целей, ситуации на рынке и в соответствующей нише. Ключевыми факторами, влияющими на окончательный выбор, являются:
- Бюджетные средства. Для вертикального масштабирования, как правило, требуются небольшие затраты, но сам подход не дает большие возможности для роста. Горизонтальное – требует более весомых расходов, но оно показывает себя более гибко относительно дальнейшего расширения.
- Архитектурные ограничения. Некоторые варианты более приемлемы для горизонтального масштабирования, другие – для вертикального. Например, для структуры с высокой связанностью компонентов более приемлем вертикальный тип, для распределенных – горизонтальный.
- Прогнозы по росту нагрузки. Если предвидится ее активный рост, предпочтительнее будет горизонтальное решение.
Дополнительно хотелось бы обратить внимание на наличие технического опыта. Из двух типов горизонтальная масштабируемость требует определенных знаний, навыков в сфере распределенных систем, нагрузочной балансировки и т. д. Вертикальный тип – менее сложный, но по прошествии времени может перестать соответствовать потребностям компании.
Заключение
Чтобы определиться с подходящей стратегией, рекомендуется оценить требование приложения, перспективы развития. Следует учесть технические знания сотрудников, текущие затраты, а также расходы на долгосрочной основе. В большинстве случаев себя хорошо оправдывает гибридный подход. Но универсальных решений быть не может, поэтому при сомнениях консультируйтесь с экспертами.
