Cara Memastikan Skalabilitas Cloud pada tahun 2023

Isi

Ketika volume beban umum pada sistem komputasi semakin meningkat, mereka beradaptasi dan menjadi lebih kompleks dalam hal arsitektur dasar. Alat perangkat lunak baru dan integrasi untuk pengoptimalan kinerja ditambahkan, kapasitas server diperluas, dll.

Semua proses pengoptimalan sistem ini ditentukan oleh satu gagasan - penskalaan - salah satu spesialisasi utama pakar DevOps. Apa itu skalabilitas dan, yang lebih penting, bagaimana memastikannya dalam kasus bisnis khusus Anda dengan sebagian besar kapasitas operasi terkonsentrasi di cloud? Mari selami subjeknya.

Sumber gambar: Static.bluepiit

Apa itu Skalabilitas?

Apa definisi akhir dari skalabilitas? Ini pada dasarnya adalah kemampuan untuk meningkatkan kinerja sistem dengan cara yang paling rasional. Dalam praktiknya, hal ini biasanya dicapai dengan menambahkan sumber daya komputasi, baik perangkat keras maupun perangkat lunak. Akan tetapi, menulis ulang kode yang ada, merupakan solusi yang cukup drastis dalam banyak kasus, sehingga dalam 9 dari 10 kasus, perusahaan berhenti mengalikan jumlah server atau meningkatkan kemampuan sistem server yang ada.

Perhatikan bahwa kebutuhan untuk penskalaan tidak hanya muncul ketika kinerja sistem secara keseluruhan menjadi lamban dan tidak mencukupi. Arsitektur yang ada dan yang beroperasi dapat bekerja dengan baik, namun kelambatan masih dapat menghambat proses karena pertumbuhan lalu lintas pengguna yang cepat.

Jika Anda ingin memeriksa seberapa efisien protokol jaringan dan sumber daya server web Anda, Anda dapat menggunakan utilitas load tester yang tersedia (seperti pengepungan, misalnya) yang akan meniru masuknya pengguna buatan ke server Anda dengan banyak permintaan. Anda hanya perlu melacak dua parameter utama: n - menentukan jumlah total permintaan dan c - menunjukkan jumlah permintaan simultan.

Hasilnya, Anda mendapatkan pembacaan RPS (permintaan per detik) yang menunjukkan berapa banyak permintaan yang mampu ditangani oleh sistem server Anda saat ini. Ini adalah cerminan dari jumlah maksimum pengguna yang, jika mereka mencoba berinteraksi dengan server Anda sekaligus, mungkin akan merusak sistem Anda. Rutin pengujian ini pada akhirnya menunjukkan kepada Anda apa yang diharapkan dan betapa pentingnya membangun arsitektur yang rentan terhadap skalabilitas.

Namun, di sisi lain, pikirkanlah sejenak. Mungkin, akan lebih terjangkau untuk menyesuaikan beberapa konfigurasi server dan mengoptimalkan prosedur pencairan dalam kasus khusus Anda. Dengan begitu, Anda dapat menunda penskalaan dengan aman hingga waktu yang lebih baik.

Mengapa kita perlu memberi perhatian khusus pada skalabilitas?

Begitu bisnis mulai berkembang, itu harus sefleksibel dan banyak akal mungkin. Startup harus dapat dengan cepat beradaptasi dengan perubahan tren dan kondisi pasar agar menjadi populer dan kompetitif. Saat aplikasi Anda dapat diskalakan, itu akan mempercepat pertumbuhan Anda, meningkatkan pengalaman pengguna, dan menjangkau audiens yang lebih besar. Pada intinya, skalabilitas memungkinkan Anda mengelola aplikasi dengan lebih baik dan beradaptasi dengan persyaratan baru. Saat membangun strategi pertumbuhan untuk bisnis Anda, membangun aplikasi yang dapat diskalakan harus menjadi salah satu prioritas pertama.

Jenis Penskalaan

Jenis utama dan paling umum dari prosedur penskalaan meliputi:

Skalabilitas Vertikal - peningkatan

Sumber gambar: Dzone

Penskalaan vertikal adalah ketika kekuatan bisnis secara keseluruhan tumbuh dengan meningkatkan kinerja sumber daya server internal - CPU, memori, drive, dan kapasitas jaringan. Server dalam bentuk dasarnya tetap tidak berubah.

Penskalaan Horizontal - penskalaan

Sumber gambar: Dzone

Ada pendirian nyata yang terjadi di lapangan - skalakan vs skalakan. Apa yang lebih baik?

Secara khusus, karena beban dan lalu lintas digital semakin meningkat, cepat atau lambat penskalaan vertikal menghadapi batasan dalam bentuk spesifikasi teknis server. Di situlah penskalaan horizontal berperan. Arti dasar dari istilah tersebut mendefinisikan bahwa kekuatan komputasi ditingkatkan dengan menambahkan node identik di atas yang sudah ada. Penskalaan horizontal paling sering diselesaikan ketika ada infrastruktur server yang disesuaikan di tempat (kasus tertentu - pusat data) serta skema interaksi yang diselesaikan antara server.

Penskalaan Diagonal

Ini adalah istilah yang relatif baru yang dikemukakan oleh John Allspaw - seorang penulis dan salah satu pendiri Adaptive Capacity Labs. Dengan demikian, penskalaan diagonal menggabungkan yang terbaik dari dua dunia dan menentukan penskalaan vertikal dari node berskala horizontal yang sudah diimplementasikan dalam infrastruktur server yang ada.

Cara Memastikan Skalabilitas Maksimum

Sekarang, untuk beberapa tip praktis untuk membantu Anda melakukan prosedur skalabilitas komputasi awan dengan paling baik, dengan biaya minimum.

Lakukan penyeimbangan muatan

Penyeimbangan muatan menyiratkan serangkaian upaya untuk mendistribusikan proses jaringan komputasi di antara beberapa sumber daya perangkat keras-perangkat lunak (drive, CPU, atau server terpisah) yang terkonsentrasi dalam satu soket atau kluster. Tujuan utama di sini adalah untuk mengoptimalkan pengeluaran kapasitas komputasi, meningkatkan output jaringan, mengurangi biaya waktu selama pemrosesan permintaan jaringan, serta menurunkan kemungkinan server tertentu membalas DDoS pada saat yang indah.

Selain itu, distribusi beban antara beberapa node (alih-alih mengeksploitasi satu node sepenuhnya) meningkatkan aksesibilitas layanan yang disediakan perusahaan Anda. Secara khusus, dengan beberapa nomor server yang berlebihan di bawah lengan seseorang, bahkan jika beberapa unit kerja gagal, Anda sudah menyiapkan pengganti otomatis.

Prosedur penyeimbangan diimplementasikan dengan bantuan seluruh rangkaian algoritme dan metode yang masing-masing sesuai dengan lapisan model OSI berikut: Jaringan, Transportasi, dan Aplikasi. Dalam realisasi praktisnya, hal ini membutuhkan penggunaan beberapa server fisik bersama dengan perangkat lunak khusus yang serupa dengan server web Nginx.

Beralih ke skalabilitas layanan web otomatis

Penskalaan otomatis adalah pendekatan khusus untuk penskalaan dinamis dalam konteks layanan cloud (yaitu, penskalaan yang menyiratkan penyesuaian daya komputasi sesuai dengan volume beban jaringan). Khususnya, pengguna layanan yang menyertakan prosedur penskalaan otomatis (yang paling terkenal adalah Amazon Web Service, Google Cloud Platform, dan Microsoft Azure) diberikan mesin virtual tambahan jika diperlukan (yang dapat secara otomatis dikecualikan dari kluster atau wadah saat lalu lintas dan intensitas permintaan mereda).

Karena pendekatan semacam itu, perusahaan mendapatkan peningkatan aksesibilitas, kemampuan kegagalan operasional, serta peluang penghematan anggaran utama. Dengan layanan seperti itu, Anda menggunakan kekuatan server sebanyak yang Anda butuhkan saat ini. Ini adalah opsi yang cukup menguntungkan dibandingkan dengan penskalaan fisik ketika Anda harus membeli dan memelihara perangkat keras yang lebih mahal.

Perhatikan bahwa skalabilitas cloud otomatis selalu sejalan dengan solusi load balancing.

Wadah layanan mikro, pengelompokan

Anda dapat menerapkan prosedur peningkatan kinerja yang hemat sumber daya yang menggabungkan layanan ke dalam wadah, lalu mengumpulkan wadah ini ke dalam kluster. Pengelompokan diikuti dengan mendefinisikan skrip yang menambah kekurangan sumber daya (instance) jika perlu atau meminimalkan dedikasi sumber daya untuk menghindari kelebihan.

Terapkan caching

Selama penskalaan horizontal, caching memori sederhana tidak dapat diimplementasikan untuk beberapa node sekaligus, sehingga perlu dioptimalkan. Secara khusus, penyimpanan seperti Memcached atau Redis dapat digunakan untuk distribusi gabungan data cache antara iterasi aplikasi. Alat-alat ini bekerja sesuai dengan algoritme yang berbeda sehingga data caching berkurang jumlahnya. Penyimpanan cache juga terlindungi dengan baik dari replikasi dan kesalahan penyimpanan data.

Menggunakan penyimpanan cache, sangat penting untuk mencegah situasi ketika iterasi aplikasi yang berbeda meminta data yang tidak di-cache secara bersamaan. Untuk itu, kita harus memperbarui data caching di luar alur kinerja aplikasi Anda dan menggunakannya langsung di dalam aplikasi.

Dengan demikian, dengan pendekatan yang tepat, caching dapat membantu sistem Anda mendapatkan kemampuan penskalaan cloud untuk menangani beban intensif dan mencapai hasil yang optimal.

Gunakan layanan CDN

CDN adalah jaringan komputer jarak jauh secara fisik yang mentransfer konten ke pengguna layanan. Dengan kata lain, ini adalah penyimpanan terdistribusi dan penggunaan cache. Biasanya, beralih ke CDN paling relevan ketika layanan web, situs web, atau aplikasi lengkap menargetkan audiens pengguna yang didistribusikan di seluruh wilayah beberapa negara. Harga CDN bergantung langsung pada volume lalu lintas yang melalui layanan.

Sebagai alternatif, CDN dapat menjadi solusi yang tidak menguntungkan jika TA Anda, terlepas dari distribusi teritorialnya yang luas, memiliki pelokalan dengan konsentrasi pengguna tertentu. Yaitu, misalkan sekitar 60% TA Anda berbasis di AS, 30% di London, dan 10% sisanya tersebar di seluruh planet. Dalam kasus seperti itu, menggunakan CDN akan menjadi keputusan rasional hanya untuk 10% terakhir (sedangkan lokasi lain akan membutuhkan server baru untuk dipasang).

Bagaimana Kami Menangani Masalah Penskalaan?

Saat ini, di antara contoh penskalaan kami yang paling cemerlang yang dilakukan oleh pakar internal termasuk membangun arsitektur skalabilitas tinggi untuk penyimpanan cloud publik seperti AWS, Microsoft Azure, Google Cloud, dan Digital Ocean. Kami menggunakan skrip penerapan lingkungan otomatis dengan bantuan Terraform - sistem generasi berikutnya untuk pembuatan, pengelolaan, dan konfigurasi infrastruktur cloud. Kami mendasarkan kluster server kami pada perangkat lunak penskalaan otomatis Kubernetes dan Docker teknologi kontainerisasi yang membantu.

Kesimpulan

Sumber gambar: CDN.Lynda

Dengan memanfaatkan skalabilitas dalam lingkungan komputasi awan melalui metode di atas dan lainnya, Anda dapat tumbuh lebih cepat dan lebih mudah, dan tetap gesit sepanjang jalan. Jika Anda berusaha untuk hanya mengadopsi pendekatan penskalaan yang benar-benar teliti, Anda harus beralih ke pakar. Izinkan kami mencarikan Anda spesialis DevOps yang akan menyediakan infrastruktur server paling optimal untuk bisnis khusus Anda, yang akan diadaptasi untuk menangani beban dengan intensitas apa pun.