Масштабируемость определяет способность системы наращивать производительность при добавлении ресурсов. На практике применяются два принципиально разных подхода: вертикальное и горизонтальное масштабирование.
- Вертикальное масштабирование подразумевает наращивание мощности существующего оборудования – увеличение объема оперативной памяти, замену процессоров на более производительные модели. Этот метод имеет естественные ограничения, связанные с максимальной производительностью отдельно взятого сервера.
- Горизонтальное масштабирование основано на распределении нагрузки между несколькими серверами. Такой подход позволяет практически неограниченно увеличивать производительность системы за счет добавления новых серверов в инфраструктуру.
Успешная реализация горизонтального масштабирования требует особого подхода к архитектуре приложения. Код должен поддерживать механизмы взаимодействия и синхронизации между серверами. При правильной реализации этих механизмов система может эффективно работать при любом уровне нагрузки.
Горизонтальное масштабирование реализуется на двух уровнях. Первый уровень – это разделение системы на функциональные компоненты и их распределение по отдельным серверам. Второй уровень включает масштабирование в рамках каждой функции через увеличение количества серверов и применение современных технологий распределения нагрузки.
Функциональное разделение серверов
Рациональное разделение системы по функциям предполагает выделение четырех основных компонентов: клиентский сервер, сервер приложений, сервер баз данных и сервер файлового хранилища.
Клиентский сервер
Клиентский сервер обеспечивает первичное взаимодействие пользователя с системой. Он отвечает за запуск приложения и загрузку необходимых компонентов – стилей CSS, скриптов JavaScript, библиотек React и конфигурационных файлов.
Сервер приложений
После инициализации все пользовательские запросы обрабатываются сервером приложений. Если пользователю нужно получить список элементов или выполнить определенное действие, сервер приложений обрабатывает запрос, взаимодействует с базой данных и формирует ответ.
Сервер баз данных
Сервер баз данных управляет хранением и обработкой структурированных данных, обеспечивая их целостность и сохранность. Этот компонент часто становится узким местом в производительности системы, поэтому особенно важно правильно организовать работу с данными и минимизировать нагрузку.
Сервер файлового хранилища
Для оптимизации производительности крупные файлы – изображения, видео и документы – размещаются в отдельном хранилище, доступном по протоколу S3. Такой подход имеет несколько преимуществ: снижается нагрузка на сервер баз данных, а работа с файлами может масштабироваться независимо от остальных компонентов системы.
При запросе файла сервер приложений обращается к хранилищу, получает временный токен доступа и передает его браузеру. Используя этот токен, пользователь получает прямой доступ к файлу, что существенно снижает нагрузку на сервер приложений.
Заключение
Грамотное применение горизонтального масштабирования позволяет создавать высоконагруженные системы, способные эффективно обрабатывать практически любой объем запросов. Ключом к успеху является правильное разделение функций между серверами и использование современных технологий распределения нагрузки.
Если вы заинтересованы в приобретении серверного оборудования или хотите получить консультацию по выбору оптимального решения для задач вашего бизнеса, специалисты ITGLOBAL.COM готовы помочь.
Предыдущая статья
