Škálovatelnost

Autor: Jana Vebrová

Klíčová slova: hardware, software, uživatel, systém

Synonyma: rozšiřitelnost

Související pojmy:

nadřazené - Cloud Computing, databáze

podřazené -

Charakteristika

Pojem škálovatelnost v počítačovém prostředí může být chápán jako schopnost systému pružně reagovat na vzrůstající nebo klesající nároky uživatelů na výkon systému. Obecně definovat škálovatelnost není snadné, neboť v konkrétních případech je vždy nutné přesně definovat parametry, které jsou pro daný systém klíčové. V současné době, kdy se zvyšují nároky organizací na počítačové systémy a dochází k potřebě analýzy velkého objemu dat (Big data) se škálovatelnost jeví jako velmi důležitá. Díky škálovatelnosti systému není bezpodmínečně nutné při zvýšení nároků a požadavků uživatelů na systém budovat zcela nový systém s novým hardwarem a softwarem, ale pravděpodobně bude postačovat přidání dalšího hardwaru. Z pohledu možnosti přidání dalšího zdroje pro zvýšení výkonu systému, aniž by bylo nutné měnit stávající architekturu či strukturu, rozlišujeme dva typy škálovatelnosti, a sice vertikální a horizontální.

Podle procentuálního počtu zdrojů, které jsou škálovatelné, rozlišujeme čtyři faktory škálovatelnosti, a sice - lineární škálovatelnost (navzdory změně měřítka zůstává škálovatelnost konstantní), sub-lineární škálovatelnost (faktor škálovatelnosti klesá pod 1,0), supra lineární škálovatelnost (pro zlepšení postačí přidání jednoho zdroje) a negativní škálovatelnost (při změně měřítka dochází ke snížení výkonu).

Typy škálovatelnosti

Vertikální škálovatelnost (scale up) – ke zvýšení kapacity stávajícího hardwaru nebo softwaru dochází přidáním dalšího zdroje nebo zdrojů v jednom uzlu systému (např. přidáním procesorů, paměti, disků, instalace silnější grafické karty). Nevýhodou vertikálního škálování je náročná aktualizace daného počítače.

Horizontální škálovatelnost (scale out) – ke zvýšení kapacity stávajícího hardwaru a softwaru dochází přidáním dalších uzlů (zdrojů a entit), které fungují jako jeden logický celek (např. přidání dalšího počítače, serveru). Na rozdíl od vertikálního škálování není u horizontálního škálování z hlediska hardwaru nastaveno žádné omezení.

Vertikální škálovatelnost se více využívá v případech, kdy je nutné neprodleně reagovat na stávající nedostačující situaci. Řešení pomocí horizontální škálovatelnosti je výhodnější při velkém množství uživatelů.

Škálovatelnost a Cloud Computing

Škálovatelnost patří ke klíčovým vlastnostem Cloud Computingu. Jedná se o schopnost změny výkonu poskytovaného řešení podle potřeb klienta. V ideálním případě je poskytnuta zákazníkovi služba, která je flexibilní a přesně přizpůsobuje softwarové a hardwarové řešení dle měnících se potřeb zákazníka. V Cloud Computingu se většinou využívá horizontální škálovatelnost, neboť zákazník platí za používané zdroje.

Škálovatelnost a databáze

Pro provoz databáze jsou důležité tři faktory, a sice velké množství souběžně pracujících uživatelů, velké množství uložených dat a potřeba nepřetržitého přístupu. Měření a plánování škálovatelnosti je tudíž v tomto prostředí náročné. Richard Winter navrhl čtyři faktory, na základě kterých definoval lineární škálovatelnost systémů.

• Velikost dat
• Rychlost
• Pracovní zátěž
• Transakční náklady

Použitá literatura

• ANANDHI, R. and CHITRA, K. A Challenge in Improving the Consistency of Transactions in Cloud Databases - Scalability. In: International Journal of Computer Applications, [online]. 2012, vol. 52, no. 2 ProQuest Technology Collection. ISSN 09758887. DOI http://dx.doi.org/10.5120/8172-1485. [cit. 2013-06-14]. Dostupné na: <http://dx.doi.org/10.5120/8172-1485>.

• WINTER, R. The e-scalability Challenge. In: Intelligent Enterprise, [online]. Dec 21, 1999, vol. 2, no. 18. pp. 62-63 ProQuest Central; ProQuest Technology Collection. ISSN 15243621. [cit. 2013-06-14].

• ALEXANDER, S. Scalability. In: Computerworld, [online]. Jun 26, 2000, vol. 34, no. 26. pp. 90 ProQuest Central; ProQuest Science Journals; ProQuest Technology Collection. ISSN 00104841. [cit. 2013-06-14].

• CHUDNOW, C. Taming the Scalability Beast. In: Computer Technology Review, Second, [online]. 2000. pp. 6-9+ ProQuest Central; ProQuest Technology Collection. ISSN 02789647. [cit. 2013-06-14].

• KREJČA, T. IT architektura poskytovatelů služeb : Plánovaní růstu prostředků ISP architektury z hlediska škálovatelnosti a dostupnosti, In: Redme, [online]. 2002, vol. 2, [cit. 2013-06-14]. Dostupné na: <http://www.arrowecs.cz/web/read_me.nsf/d8cc4788482b827ec1256b670038a34f/e1067fa539b21a52c1256bf10040e5f0?OpenDocument>.