設計高擴展性的網路應用[1] Scalable Web Application[1]

Scalability

擴展性(Scalability)是網路服務一項非常重要的課題，當一個網路服務越來越多人使用後，伺服器端的附載量隨之增加，從網頁伺服器、資料庫伺服器是否能夠承受大量的網頁請求並維持一定的回應速度，是非常值得研究的議題。特別在目前越來越多的開放服務，網站服務的耦合度提高情況下，每個網路服務都要具有一定程度的擴展性，才可能被納入其他網站服務。在這一系列的文章裡，將整理網路上關於提升網路服務擴展性的文件以及投影片，試著了解如何進行這一工作。

在試圖建立具有擴展性的網路服務前，我們必須了解到哪些因素是我們最為關切的，在Buildind a Scalable Architechture for Web Apps( by Bhavin Turakhia)中作者做了簡單的整理如下：

擴展性(Scalability)，整個系統可以同時負荷的使用者或網頁請求數目。
可取得性(Avalibility)，任一時間內"可存取服務的機率"或是"服務可被存取的部分"。
回應力(Responsiveness)，處理一個請求所需要的時間。
服務影響力(Downtime Impact)，服務無法正常運作所造成的影響，可能是使用者數、減少之收入...等。
維護成本(Maintenance Cost)，維護整個架構的成本。
from Bhavin Turakhia's talk "Buildind a Scalable Architechture for Web Apps"

那我們能夠從哪些面向去改進整體的擴展性呢？事實上幾乎從硬體到軟體每個層面我們都可以試圖去改進。由硬體方面，伺服器主機的硬體規格，到作業系統層級，是不是需要自行編譯最佳化後的系統核心，再到網頁伺服器、資料庫伺服器調整(tuning)，伺服器架構規畫，是不是要採用reverse proxy，到最後的網頁程式撰寫以及資料庫存取控制，每一個層面都有改善整體應用擴展性的可能。

基本的擴展性改善流程如下：

1. 監控現有架構
2. 找出效能瓶頸
   
3. 發現服務異常原因以及影響層面
4. 以下列四種方式進行調校
• Vertical Scaling
• Vertical partition
• Horizontal Scaling
• Horizontally Partition


5. 重複1~4

在步驟四中的四個方法，明顯可以分成由水平或垂直兩個面向著手提高擴展性，這也是目前許多文件提到的最主要的兩個面向。這四種方式有非常多實作的方式與細節，也各有各的優缺點及使用時機，在接下來的文章會繼續進行探討。