成都軟件開發(fā)公司深入了解垂直擴展和水平擴展之間的差異，評估其優(yōu)缺點和最佳使用場景，以實現(xiàn)最佳性能。
成長中的企業(yè)或組織最終需要擴大其業(yè)務。當它這樣做時，有很多因素需要考慮——但無論如何，目標都是擴大規(guī)模。
為了保持競爭力，企業(yè)必須不斷革新硬件、軟件和整個基礎設施。這有助于您適應不斷增長的客戶群并滿足用戶不斷變化的需求。
兩種系統(tǒng)擴展選項（垂直擴展和水平擴展）都可幫助企業(yè)提高性能、生產(chǎn)力和效率。但哪種可擴展性選項最適合您的組織？
在這里，成都軟件開發(fā)公司將深入研究這些系統(tǒng)擴展選項，分享垂直擴展（向上擴展）和水平擴展（向外擴展）之間的優(yōu)點、缺點和總體比較指南。
在深入探討垂直擴展或水平擴展的含義之前，讓我們先來看一下擴展現(xiàn)有機器的整體概念。
系統(tǒng)擴展本質上是考慮現(xiàn)有基礎設施上的負載和流量的增加，并確保資源和性能的擴展簡單而不復雜的過程。
高效地支持不斷增長的需求至關重要，尤其是在硬件資源有限的情況下。這需要安裝更多或更好的機器。它還涉及企業(yè)軟件升級，以確保更好的用戶體驗和靈活性以及更少的維護成本。
擴展主要有兩種類型：垂直和水平。垂直擴展指的是“向上擴展”的概念，而水平擴展則是指“向外擴展”。
當我們討論這兩種擴展類型之間的差異時，您會發(fā)現(xiàn)這些類型之間的選擇完全取決于特定的用例和要求。 因此，讓我們進一步了解垂直和水平擴展。
讓我們更詳細地了解垂直擴展、其主要特征、優(yōu)點和缺點。
垂直擴展本質上是增強現(xiàn)有基礎設施以滿足不斷增長的需求的過程。擴展不需要公司改變其軟件應用程序。這是因為相同的應用程序現(xiàn)在在更強大的基礎設施上運行。
相反，垂直擴展涉及擴展內(nèi)存、存儲和服務器容量，或用新服務器替換過時的服務器。現(xiàn)在，讓我們看看垂直擴展的優(yōu)點和局限性。
以下是垂直擴展的主要優(yōu)勢：
設置簡單
通過這種類型的擴展，單個節(jié)點負責處理整個過程。由于一個節(jié)點管理服務的所有層，因此垂直擴展無需與其他服務器同步和通信即可運行。此外，復雜性的降低使垂直擴展的基礎架構更易于維護。
直接績效提升
擴展會帶來直接的性能提升，因為多核可以帶來可擴展性。由于所有數(shù)據(jù)都存儲在一臺機器中，因此垂直擴展可以減少數(shù)據(jù)不一致的可能性。您可以通過安裝最新一代的處理器和服務器來增加處理能力。
在某些情況下無需更改代碼
垂直擴展可以提高整體基礎設施性能，而無需添加更多處理單元或硬件。這也是因為對 Web 服務代碼的更改很少。換句話說，我們正在增加處理器的容量，以使相同的代碼運行得更高效。
當然，垂直擴展仍然存在一些限制。它們包括：
硬件限制
你可以升級處理器來增加基礎設施的計算能力。但是，你只能將處理能力提升到操作系統(tǒng)的極限，而且升級可能是無限的。你只能在滿足機器的 RAM、存儲和處理能力閾值的情況下安裝最新的升級。
升級期間的停機時間
使用垂直擴展，您可以使用一臺機器運行整個過程。這使得您很難頻繁升級系統(tǒng)，因為升級過程會帶來相當長的停機時間。通過安裝可以臨時處理操作和請求的備份服務器，可以減少停機時間。
單點故障風險更高
由于垂直擴展在單個服務器上運行所有操作，因此您將面臨單點故障的風險。換句話說，如果硬件或軟件發(fā)生故障，則存在大量數(shù)據(jù)丟失的風險。
現(xiàn)在，讓我們詳細討論水平擴展、其主要特征、優(yōu)點和缺點。
水平擴展指的是“橫向擴展”的概念。它本質上是通過增加資源池中的機器、服務器或節(jié)點數(shù)量來增加可用基礎設施的過程，以便平等地分配計算工作量。橫向擴展涉及負載平衡、集群和分布式文件系統(tǒng)等策略。
通過這種類型的擴展，您將有機會增強 I/O 并發(fā)性，同時減少現(xiàn)有節(jié)點的負載。
這種擴展方式有很多優(yōu)點。主要優(yōu)點包括：
增強容錯能力
橫向擴展比縱向擴展更能提高操作的彈性和可靠性。這是因為在基礎設施中添加更多計算單元意味著系統(tǒng)不依賴于單個節(jié)點。橫向擴展可增強容錯能力，因為操作在多個節(jié)點之間均勻分布。
超越硬件限制的可擴展性
請記?。捍怪睌U展不允許超出操作系統(tǒng)容量的可擴展性。使用水平擴展，您可以通過向基礎架構添加更多計算單元來克服此限制。換句話說，隨著我們向當前資源池添加更多硬件，擴展變得更加容易。您可以升級單個計算單元，同時執(zhí)行大部分垂直擴展。
負荷分配
這種類型的擴展對于促進負載平衡和分配非常重要，以確保對不同機器進行有效的流量管理。其理念是將相等的負載放在每個節(jié)點上，并實現(xiàn)相等的負載分配。負載分配提高了系統(tǒng)的可升級性，因為擴展不會導致停機，因為我們不再局限于單個單元的容量。
缺點和局限性
與垂直擴展一樣，這種擴展類型也有一些缺點，包括：
設置和維護的復雜性
橫向擴展通常會帶來維護和設置的復雜性。這是因為您要向基礎架構添加更多操作單元或節(jié)點。除了硬件升級之外，您可能還需要添加額外的軟件資源以實現(xiàn)負載平衡和虛擬化。同時，您需要確保有效的節(jié)點同步以促進無縫通信。
潛在的數(shù)據(jù)一致性問題
由于水平擴展的系統(tǒng)各個節(jié)點處理不同的請求，數(shù)據(jù)共享和通信經(jīng)常不同步，從而導致數(shù)據(jù)不一致，需要立即解決這個問題，以確保高效的處理和運行。
負載平衡要求
理想情況下，添加的硬件將具有相同的計算能力。如果不是，則擴展必須促進負載平衡器在所有節(jié)點之間分散流量。使用負載平衡，您必須確保如果其中一個節(jié)點發(fā)生故障，系統(tǒng)不會崩潰。
以下三個因素可幫助您決定選擇水平擴展還是垂直擴展：
水平擴展比垂直擴展更昂貴，因為它涉及更高的前期硬件成本，并且需要重新構建軟件系統(tǒng)。預算有限的公司應該選擇垂直擴展，因為現(xiàn)在越來越多的強大多核機器被打包在一個盒子里。換句話說，您無需花費太多錢就可以實現(xiàn)性能和可擴展性。
性能完全取決于您的軟件基礎架構和具體要求。如果您要運行一個簡單的應用程序，水平擴展可能不是理想的選擇，因為在多臺機器上運行該應用程序甚至可能會降低其質量。
只需升級硬件（垂直擴展）即可滿足不斷增長的需求。但是，水平擴展比垂直擴展更可靠，因為它涉及多臺可以共享計算工作負載的機器。
長期可擴展性或可升級性是區(qū)分水平擴展和垂直擴展的主要因素。水平擴展允許持續(xù)升級過程，與垂直擴展不同，它不需要關閉整個系統(tǒng)。
讓我們討論一下這兩種擴展選項的一些用例，以幫助您確定哪種擴展模型適合您的業(yè)務。
對于新公司來說，垂直擴展是一個不錯的選擇，因為它們?nèi)蕴幱诮⒘髁亢陀脩羧旱脑缙陔A段。這對于計劃較少升級的公司也很有用。
對于想要快速頻繁升級且不會導致嚴重停機的公司來說，水平擴展是更好的選擇。橫向擴展有助于減少單點故障。
最重要的是，對于使用微服務架構的公司以及擁有足夠資源來獲取和維護額外硬件和軟件的公司來說，建議進行水平擴展。
這兩種可擴展性選項在性能、成本、靈活性、可靠性、可升級性和其他關鍵因素方面有所不同。對于成都軟件開發(fā)公司來說，明確計算工作量要求很重要，這樣在擴展時才能做出明智的決定。
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