Escalabilidade da nuvem: quando você deve escalar para cima ou escalar para fora?

Os gerentes de TI frequentemente encontram desafios de escalabilidade em suas funções. Prever as taxas de crescimento das aplicações, os requisitos de capacidade de armazenamento de dados e as demandas de largura de banda não é pouca coisa. Quando uma carga de trabalho se aproxima dos seus limites de capacidade, a pergunta torna-se: como manter o alto desempenho e, ao mesmo tempo, garantir a eficiência à medida que escalamos a arquitetura para cima ou escalamos a arquitetura para fora?

A capacidade de aproveitar rapidamente o poder da nuvem, seja por meio de escalonamento para cima ou escalonamento para fora, para acomodar crescimento rápido imprevisto ou flutuações sazonais na demanda, tornou-se uma vantagem significativa dos serviços de nuvem pública. No entanto, sem um gerenciamento eficaz, ela também pode se transformar em um passivo. A atratividade de obter acesso a infraestrutura adicional em minutos é inegável. No entanto, para fazer isso de forma eficaz, é necessário tomar decisões sobre que tipo de escalabilidade é necessária para atender à demanda, casos de uso específicos e como monitorar meticulosamente as despesas.

A escalabilidade da infraestrutura lida com as necessidades em constante mudança de uma aplicação, adicionando ou removendo recursos estaticamente para atender às mudanças nas demandas das aplicações, conforme necessário. Na maioria dos casos, isso é tratado por meio do escalonamento para cima (escalonamento vertical) e/ou ou escalonamento para fora (escalonamento horizontal) Houve muitos estudos e desenvolvimento de arquitetura em torno da escalabilidade de nuvem que lidam com muitas áreas de como ela funciona e arquitetando para aplicações Kubernetes ou nativas da nuvem. Neste artigo, vamos nos concentrar primeiro na comparação de escalonamento para cima versus escalonamento para fora.

O escalonamento para cima, muitas vezes chamado de escalonamento vertical, é feita adicionando mais recursos a um sistema existente para alcançar um estado de desempenho desejado. Por exemplo, um banco de dados ou servidor da web precisa de recursos adicionais para continuar o desempenho em um determinado nível para atender aos Contratos de Nível de Serviço (SLAs). Mais CPU, memória, armazenamento ou rede podem ser adicionados a esse sistema para manter o desempenho nos níveis desejados.

Quando isso é feito na nuvem, as aplicações frequentemente são movidas para instâncias mais poderosas ou máquinas virtuais e podem até migrar para um host diferente para minimizar o downtime e, em seguida, aposentar o servidor em que estavam. Obviamente, esse processo deve ser transparente para o cliente.

O escalonamento para cima também pode ser feito no software, adicionando mais threads, mais conexões ou, em casos de aplicações de banco de dados, aumentando os tamanhos do cache. Esses tipos de operações de escalonamento para cima têm acontecido no local, em data centers, há décadas. No entanto, o tempo necessário para adquirir recursos adicionais para escalar para cima um determinado sistema pode levar semanas ou meses em um ambiente tradicional em locais, enquanto o escalonamento para cima na nuvem pode levar apenas alguns minutos, potencialmente impactando os preços.

O escalonamento para fora geralmente está associado a arquiteturas distribuídas. Há duas formas básicas de escalonamento para fora:

• Adicionar capacidade de infraestrutura adicional em blocos de infraestrutura ou nós pré-empacotados (ou seja, hiperconvergentes)
• Usar um serviço distribuído que pode recuperar informações de clientes, mas ser independente de aplicação ou serviços, lidando com problemas de desempenho e otimizando recursos de computação em nuvem

Ambas as abordagens são usadas nos provedores de serviços de nuvem (CSPs) contemporâneos, juntamente com o escalonamento vertical (escalonamento para cima) para componentes individuais (computação, memória, rede e armazenamento), para reduzir os custos. O escalonamento horizontal (escalonamento para fora) facilita para os provedores de serviços oferecer "pagamento conforme o crescimento" de infraestrutura e serviços, influenciando as estratégias de preços.

A infraestrutura hiperconvergente tem se tornado cada vez mais popular para uso em nuvem privada e até mesmo em provedores de serviços de nível 2. Essa abordagem não é tão fracamente acoplada quanto outras formas de arquiteturas distribuídas, mas ajuda os gerentes de TI acostumados a arquiteturas tradicionais a fazer a transição para o escalonamento horizontal e a perceber os benefícios de custo associados.

A arquitetura distribuída fracamente acoplada permite o escalonamento de cada parte da arquitetura de forma independente, eliminando efetivamente os gargalos. Isso significa que um grupo de produtos de software pode ser criado e implementado como peças independentes, mesmo que trabalhem juntos para gerenciar um fluxo de trabalho completo. Cada aplicação é composta por uma coleção de serviços abstraídos que podem funcionar e operar de forma independente. Isso permite o escalonamento horizontal no nível de produto, bem como no nível de serviço. Recursos de escalonamento ainda mais granulares podem ser delineados por SLA ou tipo de cliente (por exemplo, cobre, prata ou ouro) ou até mesmo por tipo de API, se houver diferentes níveis de demanda para determinadas APIs. Isso pode promover o uso eficiente d escalonamento dentro de uma determinada infraestrutura.

Os provedores de serviços têm continuamente adaptado suas infraestruturas para atender às crescentes necessidades dos clientes, com foco no desempenho e na eficiência. Um exemplo notável é o auto-scaling da AWS, que alinha o uso de recursos aos requisitos reais, garantindo que os usuários sejam cobrados apenas pelo que consomem ativamente. Esta abordagem tem um potencial significativo de economia de custos, embora decifrar o faturamento complexo possa ser um desafio.

É exatamente aí que o IBM Turbonomic entra em ação para simplificar a faturação na nuvem, fornecendo insights claros sobre gastos e facilitando decisões bem informadas sobre estratégias de escalonamento para cima ou escalonamento para fora, levando a economias ainda maiores. O Turbonomic aperfeiçoa a alocação de orçamento para gerenciamento de TI em infraestruturas locais e externas, oferecendo modelagem de custos para ambientes e planos de migração para garantir desempenho e eficiência ideais das cargas de trabalho, ao mesmo tempo em que mitiga problemas de desempenho.

Para os provedores de serviços de nuvem atuais, as arquiteturas distribuídas fracamente acopladas são críticas para o escalonamento na nuvem e, juntamente com a automação da nuvem, isso oferece aos clientes muitas opções de escalonamento vertical ou horizontal adaptadas para melhor atender às suas necessidades de negócios. O Turbonomic pode ajudar você a escolher as melhores opções de sua jornada para a nuvem, alinhando-as com os requisitos específicos do seu sistema de armazenamento.