Penskalaan vertikal, yang juga dikenal sebagai peningkatan skala, mencakup penambahan daya ke server yang ada. Anda tetap menggunakan node database yang sama, tetapi Anda memberinya lebih banyak CPU, memori, atau penyimpanan untuk melakukan tugasnya.

Hal ini sering dianggap sebagai cara tradisional untuk menskalakan database relasional. Hal ini membuat arsitektur tetap sederhana karena semua data Anda masih berada di satu tempat.

Manfaat

• Kepraktisan: Kode Anda tetap sama karena database masih terlihat seperti satu mesin bagi aplikasi Anda
• Pemeliharaan yang lebih mudah: Anda hanya perlu mengelola dan mengupdate satu server
• Konsistensi: Anda tidak perlu khawatir tentang sinkronisasi data antara beberapa server

Tantangan

• Batas ketat: Setiap mesin memiliki kapasitas maksimum. Pada akhirnya, Anda tidak dapat menambahkan lebih banyak hardware ke satu server
• Waktu non-operasional: Anda sering kali perlu menghentikan database sejenak untuk melakukan upgrade hardware ini
• Titik tunggal kegagalan: Jika satu server tersebut tidak berfungsi, seluruh aplikasi Anda juga akan tidak berfungsi

Layanan database terkelola, seperti Cloud SQL, dapat membantu mempermudah penskalaan vertikal dengan memungkinkan Anda mengubah ukuran mesin hanya dengan beberapa klik, tetapi penting untuk diingat bahwa Anda mungkin masih mencapai batas hardware fisik tersebut.

Skala kecil: Bayangkan sebuah startup yang berkembang pesat dan menjalankan aplikasi web di satu database. Saat traffic mulai meningkat, mereka dapat beralih ke instance yang lebih besar, yang pada gilirannya memberi mereka lebih banyak daya komputasi untuk menangani pengunjung tambahan tanpa perlu menulis ulang kode aplikasi mereka.

Skala perusahaan: Perusahaan besar dengan sistem lama juga dapat menggunakan penskalaan vertikal. Sistem ini biasanya mengandalkan hubungan yang kompleks antardata. Karena kode mereka dibuat untuk satu database, mereka dapat meningkatkan skala dengan menambahkan lebih banyak daya ke satu mesin tersebut, bukan mencoba beralih ke sistem terdistribusi.

Kebutuhan internal: Beberapa perusahaan juga menggunakan penskalaan vertikal untuk pelaporan internal. Mereka dapat menambahkan lebih banyak RAM ke server database utama agar dapat memproses kueri besar yang membutuhkan banyak resource dengan lebih cepat tanpa memperlambat pengalaman pengguna biasa.

Penskalaan horizontal, atau penyebaran skala, berarti menambahkan lebih banyak mesin ke sistem database Anda, bukan membuat satu mesin menjadi lebih canggih, yang mendistribusikan pekerjaan ke sekelompok server. Ini adalah konsep inti dalam cloud computing modern dan sistem terdistribusi.

Engineer menggunakan teknik seperti sharding, yaitu membagi data menjadi bagian-bagian yang lebih kecil di berbagai server, dan replikasi, yaitu menyalin data ke beberapa node, agar hal ini dapat berfungsi.

Manfaat

• Pertumbuhan tanpa batas: Anda dapat terus menambahkan lebih banyak mesin seiring bertambahnya kebutuhan Anda
• Ketersediaan tinggi: Karena Anda memiliki beberapa server, sistem tetap online meskipun salah satu node gagal
• Efisiensi biaya: Anda dapat menggunakan hardware standar yang lebih murah daripada membeli satu server besar yang mahal

Tantangan

• Kompleksitas: Aplikasi Anda perlu mengetahui cara berkomunikasi dengan beberapa server, yang menambah tantangan desain
• Konsistensi data: Menjaga data tetap sinkron di berbagai mesin dapat sulit dikelola
• Perubahan kode: Anda mungkin perlu mengubah kode aplikasi untuk menangani lingkungan database terdistribusi

Database SQL terdistribusi seperti Spanner dapat membantu Anda mengatasi tantangan ini. Spanner menangani pekerjaan berat dalam menyinkronkan data di beberapa mesin untuk Anda, sehingga Anda tidak perlu membagi data secara manual atau kehilangan keamanan database relasional. Hal ini memungkinkan Anda melakukan penskalaan horizontal tanpa membuat sistem Anda terlalu rumit.

Kapasitas: Platform e-commerce global dapat menggunakan penskalaan horizontal selama acara diskon besar. Saat jutaan orang mengunjungi situs secara bersamaan, sistem dapat secara otomatis menyeimbangkan kembali data di seluruh node baru untuk menangani traffic, sehingga memastikan tidak ada satu server pun yang kewalahan.

Redundansi: Aplikasi keuangan yang sangat penting terkadang juga menggunakan penskalaan horizontal. Aplikasi ini dapat mendistribusikan database-nya di beberapa lokasi fisik, yang dikenal sebagai zona ketersediaan. Penyiapan ini membantu memastikan bahwa jika satu pusat data mengalami masalah, aplikasi tetap berjalan, sehingga promise konsistensi data tetap terpenuhi.

Kedekatan: Perusahaan game global dapat men-deploy node database di berbagai belahan dunia. Dengan menempatkan node database lebih dekat ke pemain, mereka dapat memberikan pengalaman yang cepat dan lancar dengan lag yang sangat rendah. Misalnya, jika seorang pemain tinggal di Tokyo, data profilnya disimpan di node database Tokyo untuk pembacaan dan penulisan yang sangat cepat.

Perbedaan utama antara penskalaan horizontal dan vertikal adalah cara keduanya menambahkan resource ke sistem Anda. Penskalaan vertikal meningkatkan daya ke satu mesin, sedangkan penskalaan horizontal menambahkan lebih banyak mesin ke jaringan Anda.

Saat memutuskan cara menskalakan database, pilihan sering kali bergantung pada anggaran, jumlah data yang Anda miliki, dan jumlah waktu beroperasi yang Anda perlukan. Saran umumnya adalah sebagai berikut:

• Jika Anda memiliki jumlah traffic yang dapat diprediksi dan moderat, akan lebih mudah untuk memulai dengan penskalaan vertikal karena lebih sederhana dan cepat untuk disiapkan.
• Jika Anda membangun untuk skala global atau memerlukan waktu operasional yang konstan, sebaiknya rencanakan penskalaan horizontal sejak awal. Perlu kerja lebih untuk merancangnya, tetapi dapat menyelamatkan Anda dari masalah besar di kemudian hari.