成都软件开发公司深入了解垂直扩展和水平扩展之间的差异，评估其优缺点和最佳使用场景，以实现最佳性能。
成长中的企业或组织最终需要扩大其业务。当它这样做时，有很多因素需要考虑——但无论如何，目标都是扩大规模。
为了保持竞争力，企业必须不断革新硬件、软件和整个基础设施。这有助于您适应不断增长的客户群并满足用户不断变化的需求。
两种系统扩展选项（垂直扩展和水平扩展）都可帮助企业提高性能、生产力和效率。但哪种可扩展性选项最适合您的组织？
在这里，成都软件开发公司将深入研究这些系统扩展选项，分享垂直扩展（向上扩展）和水平扩展（向外扩展）之间的优点、缺点和总体比较指南。
在深入探讨垂直扩展或水平扩展的含义之前，让我们先来看一下扩展现有机器的整体概念。
系统扩展本质上是考虑现有基础设施上的负载和流量的增加，并确保资源和性能的扩展简单而不复杂的过程。
高效地支持不断增长的需求至关重要，尤其是在硬件资源有限的情况下。这需要安装更多或更好的机器。它还涉及企业软件升级，以确保更好的用户体验和灵活性以及更少的维护成本。
扩展主要有两种类型：垂直和水平。垂直扩展指的是“向上扩展”的概念，而水平扩展则是指“向外扩展”。
当我们讨论这两种扩展类型之间的差异时，您会发现这些类型之间的选择完全取决于特定的用例和要求。 因此，让我们进一步了解垂直和水平扩展。
让我们更详细地了解垂直扩展、其主要特征、优点和缺点。
垂直扩展本质上是增强现有基础设施以满足不断增长的需求的过程。扩展不需要公司改变其软件应用程序。这是因为相同的应用程序现在在更强大的基础设施上运行。
相反，垂直扩展涉及扩展内存、存储和服务器容量，或用新服务器替换过时的服务器。现在，让我们看看垂直扩展的优点和局限性。
以下是垂直扩展的主要优势：
设置简单
通过这种类型的扩展，单个节点负责处理整个过程。由于一个节点管理服务的所有层，因此垂直扩展无需与其他服务器同步和通信即可运行。此外，复杂性的降低使垂直扩展的基础架构更易于维护。
直接绩效提升
扩展会带来直接的性能提升，因为多核可以带来可扩展性。由于所有数据都存储在一台机器中，因此垂直扩展可以减少数据不一致的可能性。您可以通过安装最新一代的处理器和服务器来增加处理能力。
在某些情况下无需更改代码
垂直扩展可以提高整体基础设施性能，而无需添加更多处理单元或硬件。这也是因为对 Web 服务代码的更改很少。换句话说，我们正在增加处理器的容量，以使相同的代码运行得更高效。
当然，垂直扩展仍然存在一些限制。它们包括：
硬件限制
你可以升级处理器来增加基础设施的计算能力。但是，你只能将处理能力提升到操作系统的极限，而且升级可能是无限的。你只能在满足机器的 RAM、存储和处理能力阈值的情况下安装最新的升级。
升级期间的停机时间
使用垂直扩展，您可以使用一台机器运行整个过程。这使得您很难频繁升级系统，因为升级过程会带来相当长的停机时间。通过安装可以临时处理操作和请求的备份服务器，可以减少停机时间。
单点故障风险更高
由于垂直扩展在单个服务器上运行所有操作，因此您将面临单点故障的风险。换句话说，如果硬件或软件发生故障，则存在大量数据丢失的风险。
现在，让我们详细讨论水平扩展、其主要特征、优点和缺点。
水平扩展指的是“横向扩展”的概念。它本质上是通过增加资源池中的机器、服务器或节点数量来增加可用基础设施的过程，以便平等地分配计算工作量。横向扩展涉及负载平衡、集群和分布式文件系统等策略。
通过这种类型的扩展，您将有机会增强 I/O 并发性，同时减少现有节点的负载。
这种扩展方式有很多优点。主要优点包括：
增强容错能力
横向扩展比纵向扩展更能提高操作的弹性和可靠性。这是因为在基础设施中添加更多计算单元意味着系统不依赖于单个节点。横向扩展可增强容错能力，因为操作在多个节点之间均匀分布。
超越硬件限制的可扩展性
请记住：垂直扩展不允许超出操作系统容量的可扩展性。使用水平扩展，您可以通过向基础架构添加更多计算单元来克服此限制。换句话说，随着我们向当前资源池添加更多硬件，扩展变得更加容易。您可以升级单个计算单元，同时执行大部分垂直扩展。
负荷分配
这种类型的扩展对于促进负载平衡和分配非常重要，以确保对不同机器进行有效的流量管理。其理念是将相等的负载放在每个节点上，并实现相等的负载分配。负载分配提高了系统的可升级性，因为扩展不会导致停机，因为我们不再局限于单个单元的容量。
缺点和局限性
与垂直扩展一样，这种扩展类型也有一些缺点，包括：
设置和维护的复杂性
横向扩展通常会带来维护和设置的复杂性。这是因为您要向基础架构添加更多操作单元或节点。除了硬件升级之外，您可能还需要添加额外的软件资源以实现负载平衡和虚拟化。同时，您需要确保有效的节点同步以促进无缝通信。
潜在的数据一致性问题
由于水平扩展的系统各个节点处理不同的请求，数据共享和通信经常不同步，从而导致数据不一致，需要立即解决这个问题，以确保高效的处理和运行。
负载平衡要求
理想情况下，添加的硬件将具有相同的计算能力。如果不是，则扩展必须促进负载平衡器在所有节点之间分散流量。使用负载平衡，您必须确保如果其中一个节点发生故障，系统不会崩溃。
以下三个因素可帮助您决定选择水平扩展还是垂直扩展：
水平扩展比垂直扩展更昂贵，因为它涉及更高的前期硬件成本，并且需要重新构建软件系统。预算有限的公司应该选择垂直扩展，因为现在越来越多的强大多核机器被打包在一个盒子里。换句话说，您无需花费太多钱就可以实现性能和可扩展性。
性能完全取决于您的软件基础架构和具体要求。如果您要运行一个简单的应用程序，水平扩展可能不是理想的选择，因为在多台机器上运行该应用程序甚至可能会降低其质量。
只需升级硬件（垂直扩展）即可满足不断增长的需求。但是，水平扩展比垂直扩展更可靠，因为它涉及多台可以共享计算工作负载的机器。
长期可扩展性或可升级性是区分水平扩展和垂直扩展的主要因素。水平扩展允许持续升级过程，与垂直扩展不同，它不需要关闭整个系统。
让我们讨论一下这两种扩展选项的一些用例，以帮助您确定哪种扩展模型适合您的业务。
对于新公司来说，垂直扩展是一个不错的选择，因为它们仍处于建立流量和用户群的早期阶段。这对于计划较少升级的公司也很有用。
对于想要快速频繁升级且不会导致严重停机的公司来说，水平扩展是更好的选择。横向扩展有助于减少单点故障。
最重要的是，对于使用微服务架构的公司以及拥有足够资源来获取和维护额外硬件和软件的公司来说，建议进行水平扩展。
这两种可扩展性选项在性能、成本、灵活性、可靠性、可升级性和其他关键因素方面有所不同。对于成都软件开发公司来说，明确计算工作量要求很重要，这样在扩展时才能做出明智的决定。
