O escalonamento vertical inclui adicionar mais poder ao servidor atual. Você mantém o mesmo nó do banco de dados, mas dá a ele mais CPU, memória ou armazenamento para fazer o trabalho.

Essa é considerada a maneira tradicional de escalonar bancos de dados relacionais. Ela mantém a arquitetura simples porque todos os seus dados ainda ficam em um só lugar.

Benefícios

• Simplicidade: seu código permanece o mesmo porque o aplicativo ainda considera o banco de dados como uma única máquina.
• Manutenção mais fácil: você só tem um servidor para gerenciar e atualizar.
• Consistência: você não precisa se preocupar em sincronizar dados entre vários servidores.

Desafios

• Limites fixos: cada máquina tem uma capacidade máxima. Não será possível adicionar mais hardware a um único servidor.
• Inatividade: muitas vezes, é necessário colocar o banco de dados off-line por um momento para realizar esses upgrades de hardware.
• Ponto único de falha: se esse servidor falhar, todo o aplicativo pode falhar com ele.

Serviços de bancos de dados gerenciados, como o Cloud SQL, podem facilitar o escalonamento vertical, para você alterar o tamanho da máquina com apenas alguns cliques. Porém, é importante lembrar que você ainda pode atingir os limites físicos do hardware.

Em pequena escala: imagine uma startup em rápido crescimento que executa um web app em um único banco de dados. Quando o tráfego começa a aumentar, ela pode migrar para uma instância maior, o que, por sua vez, oferece mais poder de computação para lidar com os visitantes extras sem precisar reescrever o código do aplicativo.

Escala empresarial: uma grande empresa com um sistema legado também pode usar o escalonamento vertical. Esses sistemas geralmente precisam de relações complexas entre os dados. Como o código é criado para um único banco de dados, ela pode escalonar verticalmente adicionando mais poder a essa máquina em vez de tentar migrar para um sistema distribuído.

Necessidades internas: algumas empresas também usam o escalonamento vertical para relatórios internos. Elas podem adicionar mais RAM ao servidor de banco de dados principal para conseguirem processar com mais rapidez consultas grandes que demandam muitos recursos, sem prejudicar a experiência dos usuários regulares.

O escalonamento horizontal indica a adição de mais máquinas ao sistema de banco de dados em vez de tornar uma máquina mais potente, o que distribui o trabalho entre um grupo de servidores. É um conceito fundamental na computação em nuvem moderna e em sistemas distribuídos.

Para isso funcionar, os engenheiros usam técnicas como fragmentação, em que os dados são divididos em partes menores em diferentes servidores, e replicação, em que os dados são copiados para vários nós.

Benefícios

• Crescimento ilimitado: é possível continuar adicionando mais máquinas conforme suas necessidades aumentam.
• Alta disponibilidade: como você tem vários servidores, o sistema permanece on-line mesmo que um nó falhe.
• Custo-benefício: é possível usar hardware padrão mais barato em vez de comprar um servidor enorme e caro.

Desafios

• Complexidade: seu aplicativo precisa saber como se comunicar com vários servidores, o que aumenta os desafios de design.
• Consistência de dados: manter os dados sincronizados em várias máquinas diferentes pode ser difícil de gerenciar.
• Mudanças no código: talvez seja necessário mudar o código do aplicativo para lidar com um ambiente de banco de dados distribuído.

Um banco de dados SQL distribuído como o Spanner pode ajudar você a lidar com esses desafios. O Spanner faz o trabalho pesado de sincronizar os dados em várias máquinas. Você não precisa dividir seus dados manualmente ou perder a segurança de um banco de dados relacional. Assim, você pode escalonar horizontalmente sem tornar o sistema muito complexo.

Capacidade: uma plataforma global de e-commerce pode usar o escalonamento horizontal durante grandes ações promocionais. Quando milhões de pessoas acessam o site ao mesmo tempo, o sistema pode rebalancear automaticamente os dados em novos nós para lidar com o tráfego, garantindo que nenhum servidor fique sobrecarregado.

Redundância: às vezes, aplicativos financeiros essenciais também usam o escalonamento horizontal. Eles podem distribuir o banco de dados em vários locais físicos, conhecidos como zonas de disponibilidade. Essa configuração ajuda a garantir que, se um data center tiver um problema, o aplicativo permaneça ativo, mantendo a promessa de consistência de dados.

Proximidade: uma empresa global de jogos pode implantar nós de banco de dados em diferentes partes do mundo. Ao colocar um nó de banco de dados mais perto do jogador, é possível oferecer uma experiência rápida e tranquila com muito pouco atraso. Por exemplo, se um jogador mora em Tóquio, os dados do perfil dele são armazenados em um nó de banco de dados de Tóquio para leituras e gravações extremamente rápidas.

A principal diferença entre o escalonamento horizontal e o vertical é como eles adicionam recursos ao seu sistema. O escalonamento vertical aumenta a potência de uma máquina, enquanto o escalonamento horizontal adiciona mais máquinas à sua rede.

Ao decidir como escalonar seu banco de dados, a escolha geralmente depende do seu orçamento, da quantidade de dados que você tem e do tempo de atividade necessário. O conselho típico é o seguinte:

• Se você tem uma quantidade de tráfego moderada e previsível, é mais fácil começar com o escalonamento vertical porque é mais simples e rápido de configurar.
• Se você está criando para escala global ou precisa de tempo de atividade constante, é recomendável planejar o escalonamento horizontal desde o início. Exige mais esforço de planejamento, mas pode poupar você de grandes dores de cabeça no futuro.