Le scaling vertical, également appelé scaling à la hausse, consiste à ajouter de la puissance à votre serveur existant. Vous conservez le même nœud de base de données, mais vous lui attribuez plus de ressources de processeur, de mémoire ou de stockage pour qu'il puisse effectuer son travail.

C'est souvent considéré comme la méthode traditionnelle pour faire évoluer les bases de données relationnelles. L'architecture reste simple, car toutes vos données sont stockées au même endroit.

Avantages

• Simplicité : votre code reste le même, car la base de données ressemble toujours à une seule machine pour votre application.
• Maintenance simplifiée : vous n'avez qu'un seul serveur à gérer et à mettre à jour.
• Cohérence : vous n'avez pas à vous soucier de la synchronisation des données entre plusieurs serveurs.

Défis

• Limites strictes : chaque machine a une capacité maximale. À un moment donné, vous ne pouvez plus ajouter de matériel à un seul serveur.
• Temps d'arrêt : vous devez souvent mettre la base de données hors connexion pendant un moment pour effectuer ces mises à niveau matérielles.
• Point de défaillance unique : si ce serveur tombe en panne, l'ensemble de votre application peut être affecté.

Les services de base de données gérés, tels que Cloud SQL, peuvent faciliter le scaling vertical en vous permettant de modifier la taille de votre machine en quelques clics. Cependant, il est important de garder à l'esprit que vous pouvez toujours atteindre les limites matérielles physiques.

Petite échelle : imaginez une start-up en pleine croissance qui exécute une application Web sur une seule base de données. Lorsque le trafic commence à augmenter, ils peuvent passer à une instance plus grande, ce qui leur donne plus de puissance de calcul pour gérer les visiteurs supplémentaires sans avoir à réécrire leur code d'application.

À l'échelle de l'entreprise : une grande entreprise dotée d'un système hérité peut également utiliser le scaling vertical. Ces systèmes reposent généralement sur des relations complexes entre les données. Comme leur code est conçu pour une seule base de données, ils peuvent faire évoluer leur système en ajoutant de la puissance à cette machine au lieu d'essayer de passer à un système distribué.

Besoins internes : certaines entreprises utilisent également le scaling vertical pour les rapports internes. Elles peuvent ajouter de la RAM à leur serveur de base de données principal pour qu'il puisse traiter plus rapidement les requêtes volumineuses et gourmandes en ressources, sans ralentir l'expérience des utilisateurs réguliers.

Le scaling horizontal, ou scaling out, consiste à ajouter des machines à votre système de base de données au lieu de rendre une machine plus puissante. Cela permet de répartir le travail sur un groupe de serveurs. Il s'agit d'un concept fondamental du cloud computing moderne et des systèmes distribués.

Les ingénieurs utilisent des techniques comme le partitionnement, qui consiste à diviser les données en plus petits blocs répartis sur différents serveurs, et la réplication, qui consiste à copier les données sur plusieurs nœuds.

Avantages

• Croissance illimitée : vous pouvez ajouter des machines à mesure que vos besoins augmentent.
• Haute disponibilité : comme vous disposez de plusieurs serveurs, le système reste en ligne même si un nœud tombe en panne.
• Rentabilité : vous pouvez utiliser du matériel standard moins cher au lieu d'acheter un serveur massif et coûteux.

Défis

• Complexité : votre application doit savoir comment communiquer avec plusieurs serveurs, ce qui ajoute des difficultés de conception.
• Cohérence des données : il peut être difficile de synchroniser les données sur plusieurs machines différentes.
• Modifications du code : vous devrez peut-être modifier le code de votre application pour gérer un environnement de base de données distribuée

Une base de données SQL distribuée comme Spanner peut vous aider à gérer ces défis. Spanner se charge de synchroniser les données sur plusieurs machines pour vous. Vous n'avez donc pas besoin de diviser vos données manuellement ni de perdre la sécurité d'une base de données relationnelle. Cela vous permet d'effectuer un scaling horizontal sans rendre votre système trop complexe.

Capacité : une plate-forme d'e-commerce mondiale peut utiliser le scaling horizontal lors d'événements promotionnels importants. Lorsque des millions de personnes visitent le site en même temps, le système peut rééquilibrer automatiquement les données sur de nouveaux nœuds pour gérer le trafic, ce qui évite qu'un seul serveur ne soit surchargé.

Redondance : les applications financières critiques utilisent parfois aussi le scaling horizontal. Elles peuvent répartir leur base de données sur plusieurs emplacements physiques, appelés zones de disponibilité. Cette configuration permet de s'assurer que si un centre de données rencontre un problème, l'application reste opérationnelle, ce qui garantit la cohérence des données.

Proximité : une entreprise de jeux vidéo d'envergure mondiale peut déployer des nœuds de base de données dans différentes parties du monde. En plaçant un nœud de base de données plus près du joueur, ils peuvent offrir une expérience rapide et fluide avec un décalage très faible. Par exemple, si un joueur vit à Tokyo, ses données de profil sont stockées sur un nœud de base de données à Tokyo pour des lectures et des écritures ultra-rapides.

La principale différence entre le scaling horizontal et le scaling vertical réside dans la manière dont ils ajoutent des ressources à votre système. Le scaling vertical augmente la puissance d'une machine, tandis que le scaling horizontal ajoute des machines à votre réseau.

Le choix de la méthode de scaling de votre base de données dépend souvent de votre budget, de la quantité de données dont vous disposez et du temps d'activité dont vous avez besoin. Voici les conseils habituels :

• Si vous avez un trafic prévisible et modéré, il est plus facile de commencer par un scaling vertical, car il est plus simple et rapide à configurer.
• Si vous développez une application à l'échelle mondiale ou si vous avez besoin d'une disponibilité constante, il est recommandé de prévoir un scaling horizontal dès le départ. La conception demande plus de travail, mais cela peut vous éviter de gros problèmes par la suite.