2023'te Bulut Ölçeklenebilirliği Nasıl Sağlanır?

İçerik

Bilgi işlem sistemleri üzerindeki ortak yük hacimleri giderek büyüdükçe, bunlar uyum sağlar ve temel mimari açısından daha karmaşık hale gelir. Performans optimizasyonu için yeni yazılım araçları ve entegrasyon eklendi, sunucu kapasiteleri genişletildi, vb.

Tüm bu sistem optimizasyon süreçleri, DevOps uzmanlarının temel uzmanlık alanlarından biri olan tek bir kavram olan ölçeklendirme ile tanımlanır. Ölçeklenebilirlik nedir ve daha da önemlisi, çoğu işletme kapasitesinin bulutta yoğunlaştığı özel işinizde ölçeklenebilirlik nasıl sağlanır? Gelelim konuya.

Görüntü kaynağı: Static.bluepiit

Ölçeklenebilirlik Nedir?

Ölçeklenebilirliğin nihai tanımı nedir? Temel olarak, sistem performansını mümkün olan en rasyonel şekilde artırma yeteneğidir. Uygulamada, bu genellikle hem donanım hem de yazılım olmak üzere bilgi işlem kaynaklarının eklenmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, mevcut kodun yeniden yazılması çoğu durumda oldukça sert bir çözümdür, bu nedenle 10 vakadan 9'unda şirketler sunucu sayısını artırmayı veya mevcut sunucu sisteminin yeteneklerini artırmayı bırakır.

Ölçeklendirme ihtiyacının yalnızca genel sistem performansı gecikmeli ve yetersiz olduğunda ortaya çıkmadığına dikkat edin. Mevcut ve çalışan mimari gayet iyi performans gösterebilir ancak yine de kullanıcı trafiğinin hızlı büyümesi nedeniyle gecikmeler süreçleri engelleyebilir.

Eldeki ağ protokollerinizin ve web sunucusu kaynaklarınızın ne kadar verimli çalıştığını kontrol etmek isterseniz, tonlarca istekle sunucunuza yapay bir kullanıcı akışını taklit edecek mevcut herhangi bir yük test aracını (örneğin kuşatma gibi) kullanabilirsiniz. Sadece iki anahtar parametreyi izlemeniz gerekecek: n - toplam istek sayısını tanımlar ve c - eşzamanlı isteklerin sayısını gösterir.

Sonuç olarak, sunucu sisteminizin o anda kaç isteği işleyebileceğini gösteren bir RPS (saniye başına istek) okuması alırsınız. Bu, sunucunuzla aynı anda etkileşime girmeye çalışırlarsa muhtemelen sisteminizi çökertecek maksimum kullanıcı sayısının yansımasıdır. Bu test rutini, nihayetinde size ne bekleyeceğinizi ve ölçeklenebilirliğe eğilimli bir mimari kurmanın ne kadar önemli olduğunu gösterir.

Öte yandan, bir saniyeliğine düşünün. Belki bazı sunucu yapılandırmalarını özelleştirmek ve para çekme prosedürlerini kendi durumunuza göre optimize etmek daha ekonomik olacaktır. Bu şekilde, ölçeklendirmeyi daha iyi zamanlara güvenle erteleyebilirsiniz.

Ölçeklenebilirliğe neden özel dikkat göstermemiz gerekiyor?

Bir işletme gelişmeye başladığında, olabildiğince esnek ve becerikli olmalıdır. Startup'ların popüler ve rekabetçi olabilmeleri için değişen trendlere ve pazar koşullarına hızla uyum sağlayabilmeleri gerekiyor. Uygulamanız ölçeklenebilir olduğunda büyümenizi hızlandıracak, kullanıcı deneyimini iyileştirecek ve daha geniş bir kitleye ulaşacaktır. Özünde ölçeklenebilirlik, uygulamanızı daha iyi yönetmenize ve yeni gereksinimlere uyum sağlamanıza olanak tanır. İşletmeniz için bir büyüme stratejisi oluştururken, ölçeklenebilir bir uygulama oluşturmak ilk önceliklerden biri olmalıdır.

Ölçeklendirme Türleri

Başlıca ve en yaygın ölçeklendirme prosedürleri şunları içerir:

Dikey Ölçeklenebilirlik - ölçeklendirme

Görüntü kaynağı: Dzone

Dikey ölçeklendirme, dahili sunucu kaynaklarının (CPU'lar, bellek, sürücüler ve ağ kapasiteleri) performansını artırarak genel iş güçlerinin büyütülmesidir. Sunucu, temel biçiminde değişmeden kalır.

Yatay Ölçekleme - ölçeklendirme

Görüntü kaynağı: Dzone

Sahada gerçekleşen gerçek bir stand var - ölçek büyütmeye karşı ölçek büyütme. Ne daha iyi?

Özellikle, dijital yük ve trafik giderek artan bir şekilde büyüdükçe, dikey ölçeklendirme er ya da geç sunucuların teknik özellikleri biçimindeki sınırlamalarla karşı karşıya kalır. Yatay ölçeklendirme burada devreye giriyor. Terimin temel anlamı, mevcut düğümlerin üzerine aynı düğümlerin eklenmesiyle hesaplama güçlerinin arttırılmasını tanımlar. Yatay ölçeklendirme, en sık olarak, ayarlanmış bir sunucu altyapısı (belirli bir durum - veri merkezleri) ve sunucular arasında yerleşik bir etkileşim şeması olduğunda belirlenir.

Çapraz Ölçeklendirme

Bu, John Allspaw'ın ortaya attığı görece yeni bir terim - Adaptive Capacity Labs'ın yazarı ve kurucu ortağı. Böylece çapraz ölçeklendirme, iki dünyanın en iyi özelliklerini birleştirir ve mevcut sunucu altyapısında zaten uygulanmakta olan yatay olarak ölçeklenen düğümlerin dikey ölçeklendirmesini tanımlar.

Maksimum Ölçeklenebilirlik Nasıl Sağlanır?

Şimdi, bir bulut bilişim ölçeklenebilirlik prosedürünü minimum masrafla en doğru şekilde yürütmenize yardımcı olacak bazı pratik ipuçlarına geçelim.

Yük dengeleme yapmak

Yük dengeleme, tek bir yuvada veya kümede toplanmış çeşitli donanım-yazılım kaynakları (sürücüler, CPU'lar veya ayrı sunucular) arasında bilgi işlem ağ süreçlerini dağıtmaya yönelik bir dizi çabayı ifade eder. Buradaki ana amaç, bilgi işlem kapasitelerinin harcamalarını optimize etmek, ağ çıktısını artırmak, ağ isteklerinin işlenmesi sırasındaki zaman harcamalarını azaltmak ve ayrıca belirli bir sunucunun harika bir anda DDoS'a yanıt verme şansını azaltmaktır.

Ayrıca, yükün birkaç düğüm arasında dağıtılması (tek bir düğümden tamamen yararlanmak yerine), şirketinizin sağladığı hizmetlerin erişilebilirliğini artırır. Özellikle, bazı aşırı sunucu sayıları kolunuzun altındayken, bazı çalışan birimler arızalansa bile, otomatik olarak değiştirilmeye hazır olursunuz.

Dengeleme prosedürü, her biri şu OSI model katmanlarına karşılık gelen bir dizi algoritma ve yöntemin yardımıyla uygulanır: Ağ, Aktarım ve Uygulama. Pratik uygulamada, bunlar, Nginx web sunucusuna benzer özel yazılımlarla birlikte birkaç fiziksel sunucunun kullanılmasını gerektirir.

Otomatik web hizmetleri ölçeklenebilirliğine dönün

Otomatik ölçeklendirme, bulut hizmetleri bağlamında dinamik ölçeklendirmeye yönelik özel bir yaklaşımdır (yani, bilgi işlem güçlerinin ağ yük hacmine göre özelleştirilmesini gerektiren ölçeklendirme). Özellikle, otomatik ölçeklendirme prosedürlerini içeren hizmetlerin kullanıcılarına (bunların en bilinenleri Amazon Web Service, Google Cloud Platform ve Microsoft Azure'dur) gerektiğinde ek sanal makineler sağlanır (bunlar küme veya kapsayıcıdan otomatik olarak çıkarılabilir) isteklerin trafiği ve yoğunluğu yatıştıkça).

Bu tür bir yaklaşım sayesinde şirketler gelişmiş erişilebilirlik, arızalı çalışma yeteneği ve nihai bütçe tasarrufu fırsatları elde eder. Bu tür hizmetlerle, şu anda ihtiyaç duyduğunuz kadar sunucu gücü kullanırsınız. Pahalı donanım satın almanız ve daha fazla bakımını yapmanız gerektiğinde bu, fiziksel ölçeklendirmenin aksine oldukça kazanan bir seçenektir.

Otomatik bulut ölçeklenebilirliğinin her zaman yük dengeleme çözümleriyle el ele gittiğine dikkat edin.

Mikro hizmet kapsayıcıları, kümeleme

Hizmetleri kapsayıcılara saran ve ardından bu kapsayıcıları kümeler halinde toplayan, kaynakları verimli kullanan, performans artırıcı prosedürler uygulayabilirsiniz. Kümelemeyi, gerekirse eksik kaynakları (örnekleri) ekleyen veya fazlalığı önlemek için kaynakların ayrılmasını en aza indiren betiklerin tanımlanması takip eder.

önbelleğe alma uygula

Yatay ölçeklendirme sırasında, birkaç düğüm için aynı anda basit bellek önbelleğe alma uygulanamaz, bu nedenle optimize edilmesi gerekir. Özellikle Memcached veya Redis gibi depolama, önbellek verilerinin uygulama yinelemeleri arasında birleşik dağıtımı için kullanılabilir. Bu araçlar, farklı algoritmalara göre çalışır, böylece önbelleğe alınan verilerin miktarı azalır. Önbellek depoları ayrıca çoğaltma ve veri depolama hatalarına karşı iyi korunur.

Önbellek depolamayı kullanarak, farklı uygulama yinelemelerinin aynı anda önbelleğe alınmamış verileri talep etmesini önlemek çok önemlidir. Bunun için, önbelleğe alınan verileri uygulamanızın performans akışının dışında güncellemeniz ve bunları doğrudan uygulama içinde kullanmanız gerekir.

Bu nedenle, uygun bir yaklaşımla önbelleğe alma, sistemlerinizin yoğun yüklerin üstesinden gelmek ve en uygun çıktıyı elde etmek için bir bulut ölçekleme yeteneği kazanmasına yardımcı olabilir.

CDN hizmetlerini kullanın

CDN, içeriği hizmet kullanıcılarına aktaran fiziksel olarak uzak bilgisayarlardan oluşan bir ağdır. Başka bir deyişle, dağıtılmış bir depolama ve önbellek kullanımıdır. Genellikle, bir web hizmeti, web sitesi veya tam teşekküllü bir uygulama, birden çok ülkenin topraklarına dağılmış bir kullanıcı kitlesini hedeflediğinde, CDN'ye yönelmek en uygunudur. CDN fiyatlandırması doğrudan hizmetten geçen trafik hacmine bağlıdır.

Alternatif olarak, TA'nız geniş bölgesel dağılımına rağmen belirli kullanıcıların yoğunlaştığı yerelleştirmelere sahipse, CDN kârsız bir çözüm olabilir. Yani, TA'nızın yaklaşık %60'ının ABD'de, %30'unun Londra'da bulunduğunu ve geri kalan %10'un tüm gezegene dağıldığını varsayalım. Böyle bir durumda, CDN kullanmak sadece son %10 için mantıklı bir karar olacaktır (oysa diğer lokasyonlar yeni sunucuların kurulmasını gerektirecektir).

Ölçeklendirme Sorunlarını Nasıl Ele Alırız?

Şu anda şirket içi uzmanlar tarafından yürütülen en parlak ölçeklendirme örneklerimiz arasında AWS, Microsoft Azure, Google Cloud ve Digital Ocean gibi genel bulut depolama için yüksek ölçeklenebilirlik mimarisi oluşturma yer alıyor. Bulut altyapısının oluşturulması, yönetilmesi ve yapılandırılması için yeni nesil bir sistem olan Terraform'un yardımıyla otomatikleştirilmiş ortam dağıtım komut dosyaları kullanıyoruz. Sunucu kümelerimizi otomatik ölçeklendirme yazılımı Kubernetes'e ve yardımcı konteynerleştirme teknolojisi Docker'a dayandırıyoruz.

Çözüm

Görüntü kaynağı: CDN.Lynda

Yukarıdaki ve diğer yöntemlerle bulut bilgi işlem ortamındaki ölçeklenebilirlikten yararlanarak daha hızlı ve daha kolay büyüyebilir ve tüm yol boyunca çevik kalabilirsiniz. Ölçeklendirme konusunda yalnızca son derece vicdani bir yaklaşımı benimsemeye çalışıyorsanız, kesinlikle uzmanlara başvurmalısınız. Size özel işletmeniz için en uygun sunucu altyapısını sağlayacak ve her yoğunluktaki yükün üstesinden gelecek şekilde uyarlanacak DevOps uzmanlarını bulalım.