Escalabilidade vs Elasticidade: Tipos, Diferenças e Sinergias

Existem dois conceitos importantes centrais para a computação em nuvem: elasticidade e escalabilidade. Eles permitem que as empresas expandam sua infraestrutura existente sob demanda, ao mesmo tempo que ajustam os recursos de forma dinâmica. Compreender as diferenças e sinergias entre escalabilidade e elasticidade é o primeiro passo para aproveitar eficazmente as tecnologias baseadas na nuvem.

Escalabilidade na nuvem

A escalabilidade da nuvem é uma das principais razões pelas quais as empresas dão o salto para a nuvem a partir dos recursos existentes.

O que é escalabilidade?

A escalabilidade da nuvem refere-se à capacidade do sistema de computação em nuvem de aprimorar sua capacidade para atender às crescentes demandas de sua carga de trabalho. Este aspecto crucial da computação em nuvem permite lidar com cargas de trabalho em expansão de maneira econômica e eficiente.

Os sistemas escaláveis ​​acomodam as necessidades de maior demanda sem exigir uma revisão total do sistema ou sacrificar o desempenho. Isso significa que as empresas têm a capacidade de adicionar mais recursos de armazenamento, energia e rede aos seus sistemas, conforme necessário. A liberdade proporcionada pela escalabilidade da nuvem garante eficiência operacional contínua e continuidade dos negócios, mesmo durante períodos de crescimento ou flutuação.

Tipos de escalabilidade

Os dois principais tipos de escalabilidade são vertical e horizontal. Vamos dar uma olhada em cada um deles.

Escalabilidade Horizontal (Scale-Out)

Uma “expansão horizontal” refere-se ao dimensionamento horizontal ou à expansão dos recursos da nuvem por meio da adição de mais instâncias ou nós para lidar com cargas maiores. Em vez de atualizar os componentes existentes, a escalabilidade horizontal distribui as cargas de trabalho por vários servidores. Isso elimina as limitações físicas de uma única máquina, ao mesmo tempo que melhora a confiabilidade e o desempenho do sistema. Embora a escalabilidade vertical da nuvem se concentre em aumentar o poder de um único nó (RAM ou CPU), a expansão oferece crescimento quase ilimitado por meio da conexão de várias unidades.

Escalabilidade vertical

A escalabilidade vertical da nuvem, ou “aumento de escala”, envolve a adição de mais recursos como RAM, CPU ou armazenamento para aprimorar os recursos de instâncias ou nós existentes. Em vez de adicionar mais nós, o escalonamento vertical simplifica a manutenção e o gerenciamento do sistema, consolidando a potência em uma quantidade menor de máquinas mais potentes.

O método de escala vertical cria limitações, pois há um limite para atualizar um único sistema. Também tem o potencial de introduzir um ponto único de falha. Embora ofereça aumentos instantâneos de energia e possíveis economias de custos em menor escala, a escala vertical nem sempre é a melhor opção para o crescimento a longo prazo em comparação com as opções horizontais.

Importância da escalabilidade

A escalabilidade da nuvem tem um impacto direto na capacidade de uma empresa de manter o desempenho consistente de aplicativos e sistemas durante diversos níveis de demanda. Os sistemas podem lidar com picos repentinos de uso sem degradação do serviço, garantindo uma experiência de usuário perfeita. De acordo com estudos de Gartnera computação em nuvem evoluirá de uma inovação para uma necessidade comercial até 2028 devido à escalabilidade da nuvem e outros benefícios.

Elasticidade da Nuvem

A elasticidade da nuvem envolve a expansão ou desprovisionamento de recursos com base em ambientes dinâmicos, na demanda atual e em uma carga de trabalho crescente.

O que é elasticidade?

A elasticidade da nuvem refere-se à capacidade de um ambiente de computação baseado em nuvem de alocar e desalocar recursos dinamicamente sob demanda. Esta capacidade “on-the-fly” permite o gerenciamento eficiente de picos e baixas repentinas na demanda de computação.

Em períodos de calmaria, os recursos correspondem à demanda. Durante picos inesperados de demanda, os sistemas elásticos aumentam de maneira autônoma para manter o desempenho do aplicativo ou do sistema. Por exemplo, quando sites de comércio eletrônico realizam vendas flash ou serviços de streaming estreiam uma nova série, isso cria uma grande demanda e requer mais recursos

Como funciona a elasticidade

Na computação em nuvem, a elasticidade funciona por meio do uso de algoritmos sofisticados e de automação, que permitem o escalonamento em tempo real com base nos níveis de demanda. Baseando-se fortemente na análise preditiva, o sistema antecipa mudanças de carga e adapta preventivamente os recursos disponíveis para manter o nível de desempenho ideal. Isso permite o gerenciamento de quedas ou picos repentinos de uso sem intervenção manual para uma operação perfeita. A natureza “elástica” de um ambiente de nuvem garante serviços ininterruptos e máxima eficiência de custos.

Benefícios de elasticidade

Um grande benefício da elasticidade da nuvem é sua natureza econômica. Através de um modelo de faturação baseado na utilização, as empresas pagam apenas pelos recursos que realmente utilizam. Este nível de adaptabilidade oferece poupanças consideráveis ​​não apenas nos custos diretos. As equipes também se concentram na inovação e no trabalho principal, em vez de gerenciar a infraestrutura para melhorar a eficiência operacional.

do Google pesquisadores de nuvem descobriu recentemente que muitas empresas com ambientes locais desperdiçam até dois terços de suas capacidades instaladas, desperdiçando dinheiro e recursos computacionais disponíveis. A elasticidade da nuvem elimina esta oportunidade de desperdício.

Demanda de carga de trabalho

A nuvem ajuda as organizações a gerenciar suas cargas de trabalho com muito mais facilidade do que em ambientes de computação tradicionais.

Compreendendo a carga de trabalho

Uma carga de trabalho, no contexto de TI e tecnologia de nuvem, é a quantidade de trabalho computacional de uma tarefa do sistema. Isso inclui tudo, desde o processamento de dados e execução de aplicativos até o gerenciamento de tráfego e armazenamento de rede.

Para avaliar uma carga de trabalho, as empresas monitoram o uso de recursos, como consumo de memória e CPU, e analisam métricas de desempenho para encontrar gargalos e horários de pico de uso. As demandas de carga de trabalho de um sistema são uma parte crucial da otimização da alocação de recursos, do planejamento da escalabilidade e da garantia da eficiência do sistema por meio de decisões informadas.

Planejando altos e baixos

A maioria das empresas enfrenta flutuações cíclicas na procura, criando um impacto significativo nas necessidades de recursos de TI. A Black Friday, por exemplo, é um exemplo de aumento dramático no uso que requer planejamento prévio. Esta preparação requer a gestão estratégica dos recursos computacionais, incluindo o aumento das capacidades do servidor e da largura de banda.

Durante os períodos de depressão, as organizações beneficiam de custos reduzidos através da redução de recursos sem perder a qualidade do serviço. O planejamento eficaz para ambas as instâncias ajuda as equipes a navegar melhor em períodos cruciais de uso de recursos.

Ferramentas e métricas

As ferramentas desempenham um papel fundamental no monitoramento e previsão da demanda dos fluxos de trabalho. Kubernetes, Docker Swarm, Microsoft Azure Monitor e AWS CloudWatch são apenas algumas das principais opções para rastrear as principais métricas da nuvem. Isso inclui tráfego de rede, tempos de resposta de aplicativos e uso de memória e CPU. Ao compreender essas métricas, as organizações antecipam suas necessidades e se preparam para picos de demanda sem interrupções.

Principais diferenças e sinergias

A escalabilidade e a elasticidade são partes únicas, mas igualmente importantes, do gerenciamento da arquitetura em nuvem.

Escalabilidade vs Elasticidade

A escalabilidade é um aspecto crucial do crescimento planejado. Envolve a capacidade de um sistema para aumentar os recursos para acomodar aumentos de procura a longo prazo. Elasticidade refere-se à adição ou remoção automática de recursos em tempo real para lidar com flutuações inesperadas ou temporárias na carga de trabalho. Embora a elasticidade seja reativa, a escalabilidade é tipicamente estratégica e proativa

Sinergias da vida real

As sinergias entre escalabilidade e elasticidade são fundamentais nos ambientes de nuvem modernos. Juntos, eles ajudam as empresas a manter a eficiência de custos e fortes níveis de desempenho. Por exemplo, um serviço de streaming de vídeo baseado em nuvem utiliza escalabilidade para construir a infraestrutura necessária para suportar uma base crescente de assinantes. Ao mesmo tempo, podem aproveitar a elasticidade para lidar com aumentos repentinos da procura durante o lançamento de novos filmes. Juntos, esses recursos garantem a entrega contínua de serviços, ao mesmo tempo que controlam custos e uso de recursos.

Melhores Práticas

Seguindo algumas práticas recomendadas para lidar com a escalabilidade e elasticidade da nuvem, as empresas se preparam para o sucesso a longo prazo.

Melhores práticas de escalabilidade

As empresas que procuram uma forma de dimensionar de forma mais eficaz os seus recursos na nuvem devem adotar a automação e a monitorização contínua. Ferramentas úteis, como Terraform para infraestrutura como código e Kubernetes para orquestração, agilizam o processo de escalonamento. A implementação de uma arquitetura de microsserviços amplia os esforços, permitindo o dimensionamento de componentes independentes para aumentar a agilidade e a resiliência do sistema. A escalabilidade preditiva também ajuda a antecipar picos de demanda. Juntas, essas estratégias ajudam as empresas a crescer e evoluir.

Melhores práticas de elasticidade

O aproveitamento total do potencial da elasticidade requer a implementação de análises preditivas e monitoramento avançado para escalonar automaticamente os recursos. O Autoscale do Microsoft Azure para ajustes automatizados de recursos e o AWS Lambda para computação sem servidor são exemplos de ferramentas para ajudar nisso.

Outras práticas recomendadas incluem aproveitar o aprendizado de máquina para lidar com mudanças de demanda com mais precisão, usar pontos de gatilho detalhados para ajustes de recursos e aproveitar padrões de uso para ajustar algoritmos continuamente.

Conclusão

Compreender os conceitos e como aproveitar a elasticidade e a escalabilidade é um aspecto vital da otimização da infraestrutura em nuvem. Ambos os conceitos são igualmente importantes no cenário da tecnologia em nuvem em constante evolução. Ambos também exigem dedicação ao aprendizado contínuo e à criação de estratégias adaptativas para maximizar o desempenho e a eficiência. Ao adotar uma cultura de educação contínua, monitoramento contínuo e reavaliação de necessidades com base na demanda e implementação de práticas ágeis, as organizações gerenciam de forma mais eficaz seus recursos de nuvem.

Perguntas frequentes

Como a escalabilidade e a elasticidade atendem à demanda da carga de trabalho?

A escalabilidade permite que os sistemas se ajustem ao crescimento previsto e ao aumento da carga de trabalho de forma permanente. A elasticidade atende a mais ajustes de carga de trabalho sob demanda para mudanças repentinas. Os dois conceitos juntos ajudam a garantir o desempenho ideal e o gerenciamento de custos de sistemas baseados em nuvem.

Como as empresas dependentes da computação em nuvem podem se preparar para demandas imprevisíveis de carga de trabalho?

Para se prepararem para demandas imprevisíveis de carga de trabalho, as empresas que dependem da computação em nuvem devem adotar uma estratégia dupla para utilizar escalabilidade e elasticidade. A aplicação de ambos os conceitos significa que as equipas cobrem as suas necessidades de procura de curto prazo através da elasticidade, ao mesmo tempo que se preparam para quaisquer exigências futuras previstas através do dimensionamento dos recursos disponíveis.

O que é escalabilidade?

Escalabilidade é a capacidade de um sistema ou rede de acomodar o crescimento e gerenciar cargas maiores. Envolve a capacidade de aumentar os recursos do computador, seja melhorando as capacidades dos recursos físicos existentes (hardware) ou incorporando recursos adicionais. A escalabilidade pode ser alcançada por meio de melhorias na arquitetura de software.

O que é elasticidade?

Elasticidade refere-se à capacidade de um sistema de aumentar ou diminuir recursos de forma automática ou dinâmica. Os sistemas elásticos podem se adaptar às mudanças na carga de trabalho provisionando e desprovisionando automaticamente recursos em tempo real. Isto é especialmente importante em ambientes de serviços em nuvem, como o Google Cloud, onde os recursos podem ser escalonados em vários servidores sem qualquer interrupção física do serviço.