Kas yra масштабуемость ir kaip ją pasiekti?

Question

Accepted Answer

**Масштабуемость** yra sistemos gebėjimas **valdyti padidėjusią apkrovą** (daugiau vartotojų, užklausų, duomenų) pridedant išteklius. Ją pasiekti galima naudojant **vertikalų masteliavimą** (didesnius kompiuterius) ir ypač **horizontalų masteliavimą** (daugiau kompiuterių), taip pat tokius metodus kaip apkrovos paskirstymas, podėlis ir distribucija.

## Kas yra масштабуемость

```text
SCALABILITY = the ability to handle GROWTH (more load) by adding resources, maintaining
performance:
  → a scalable system handles 10x or 100x the load by adding capacity
  → a non-scalable system degrades/fails as load grows (a bottleneck)
→ essential because successful systems grow.
```

## Vertikalus ir horizontalus masteliavimas

```text
VERTICAL (scale UP) → a BIGGER machine (more CPU, RAM):
  ✓ simple (no app changes)  ✗ LIMITS (max machine size); expensive; single point of
    failure; downtime to upgrade
HORIZONTAL (scale OUT) → MORE machines (add servers; distribute load):
  ✓ scales nearly unlimited; redundancy/fault tolerance; the approach for large scale
  ✗ more complex (distributed system; need load balancing, statelessness, data distribution)
→ Horizontal scaling is key for large-scale systems (add commodity machines vs one giant one).
```

## Masteliavimo metodai

```text
✓ LOAD BALANCING → distribute requests across multiple servers (enables horizontal scaling)
✓ STATELESS services → so any server can handle any request (essential for horizontal scaling)
✓ CACHING → reduce load on databases/backends (serve from fast cache)
✓ DATABASE scaling → replication (read scaling), sharding (split data), caching
✓ ASYNC processing / queues → handle work without blocking; absorb spikes
✓ CDN → distribute static content; microservices → scale parts independently
```

## Kodėl tai svarbu

Suprasti масштабуемость yra pagrindinis dalykas, nes **augimas yra pagrindinė sėkmingų sistemų reikalavimas**, o масштабуемость yra esminė sistemos dizainui, todėl tai yra būtina žinotina.

Масштабуемость — galimybė valdyti padidėjusią apkrovą pridedant išteklius, nekeičiant našumo — yra esminė, nes sėkmingos sistemos auga (daugiau vartotojų, srauto, duomenų), ir sistema, kuri negali masteliuotis, sumažėja arba žlunga kaip siauroji vieta.

Suprasti **vertikalaus ir horizontalaus masteliavimo** skirtumą yra esminė žinotina: vertikalus masteliavimas (didesnis kompiuteris) yra paprastas, bet ribotas (maksimali kompiuterio dydis, kaina, vienas gedimo taškas), o **horizontalus masteliavimas** (daugiau kompiuterių) masteliuojasi beveik neribotai su atliekamybe, bet reikalauja paskirstytų sistemų sudėtingumo (apkrovos paskirstymo, nesaugojimo būsenos, duomenų skirstymo).

Suprasti, kad **horizontalus masteliavimas yra pagrindinis didelės masės sistemoms** (pridedant standartinių kompiuterių vietoj vieno milžiniško), yra pagrindinė sistemos dizaino koncepcija.

Suprasti **metodus** — **apkrovos paskirstymą** (prašymų paskirstymas, horizontalaus masteliavimo įgalinimas), **nesaugojamas paslaugas** (todėl bet kuris serveris gali valdyti bet kokį prašymą, esminį horizontaliam masteliavimui), **podėlį** (sumažina galinės sistemos apkrovą), **duomenų bazės masteliavimą** (replikacija, dalį), **asinchroninį apdorojimą/eilutes** (špigu pakopos), CDN ir mikro paslaugas — teikia įrankių komplektą masteliojamoms sistemoms kurti.

Šie metodai pasikartoja visame sistemos dizaine.

Kadangi augimas yra pagrindinė reikalavimas ir масштабуемость (ypač horizontalus masteliavimas su jo pagalbiniais metodais) yra tai, kaip sistemos valdo didėjančią apkrovą, ir kadangi supratimas apie masteliavimo prieigas ir metodus yra esminį sistemos dizainui, масштабуемumo supratimas yra esminė, pagrindinė sistemos dizaino žinotina — centrinė augimo valdymui, pagrindinė beveik visame sistemos dizaine ir pagrindas kaip didelės masės sistemos yra kuriamos valdyti didžiulę apkrovą.