資料中心基礎設施是應該縱向擴充套件還是橫向擴充套件？

　　 導讀：如今資料量越來越大，資料中心需求也會越來越高，當資料中心需要擴容時，那麼問題來了，我們需要可伸縮的資料中心資源，那資料中心應該是縱向擴充套件好？還是橫向擴充套件好呢？如何兼顧成本，效率，效能等多方因素呢？本文我們針對這些問題，嘗試解答，內容包括如什麼是縱向擴充套件，什麼是橫向擴充套件，縱向擴充套件的場景和優缺點，橫向擴充套件的場景和優缺點等等。

　　可擴充套件性是系統快速擴大或縮小計算、儲存、網路基礎設施的一種能力。隨著應用程式需求和資源需求的演變，擴充套件儲存基礎設施為組織提供了一種適應資源需求、優化成本，以及提高運營團隊效率的手段。

　　 縱向擴充套件 vs 橫向擴充套件

　　縱向擴充套件（Scale Up）和橫向擴充套件（Scale Out）是組織用來增加基礎設施容量的關鍵方法。對於終端使用者來說，這兩個概念似乎具有相同的功能。然而，它們各自以不同的方式滿足資料中心基礎設施的特定需求以及解決特定容量問題。

　　縱向擴充套件是增加更多資源（例如硬碟驅動器和記憶體）以增加物理伺服器的計算能力。而橫向擴充套件是在組織的架構中新增更多伺服器，以將工作負載分散到更多伺服器上。

　　 縱向擴充套件

　　縱向擴充套件儲存基礎設施旨在新增支援應用程式的資源，以提高或保持充足的效能，虛擬和硬體資源都可以縱向擴充套件。在硬體方面，它可能就像使用容量更大的硬碟驅動器來顯著增加儲存容量一樣簡單。但需要注意的是，縱向擴充套件並不一定需要更改系統架構。

　　在單個元件無法再進行擴充套件之前，縱向擴充套件基礎設施是可行的，但這是一個相當短期的解決方案。

　　 （1）什麼時候需要縱向擴充套件基礎設施規模

　　 當效能受到影響時：當組織的工作負載開始達到效能限制，例如導致I/O和CPU容量導致延遲增加和效能瓶頸時，這就表明需要進行縱向擴充套件。

　　 當儲存優化不起作用時：每當優化解決方案在效能和容量方面的有效性降低時，可能是縱向擴充套件的時候了。

　　 （2）縱向擴充套件的優點

　　 提高速度：縱向擴充套件資源（例如單處理器替換為雙處理器）意味著CPU的吞吐量增加了一倍。對動態隨機存取儲存器(DRAM)等資源也可以這樣做，以提高記憶體效能。

　　 更加簡單：增加現有系統的規模意味著網路連線和軟體配置不會改變。因此，與橫向擴充套件架構相比，其節省的時間和精力確保了縱向擴充套件過程更加簡單。

　　 成本效益：與橫向擴充套件相比，縱向擴充套件方法成本更低，因為網路硬體和許可成本要低得多。此外，使用擴充套件架構可以降低冷卻等設施的運營成本。

　　 能耗更低：與橫向擴充套件相比，縱向擴充套件需要採用更少的物理裝置，因此與縱向擴充套件相關的總體能源消耗顯著降低。

　　 （3）縱向擴充套件的缺點

　　 增加延遲：引入更高容量的機器可能無法保證工作負載執行更快。對於視訊處理這樣的用例，在縱向擴充套件架構中可能會增加延遲，這反過來可能會導致效能下降。

　　 勞動力和風險：升級系統可能很麻煩，例如可能必須將資料複製到新伺服器。切換到新伺服器可能會導致停機，並在這一過程中造成資料丟失的風險。

　　 老化的硬體：裝置老化的限制導致有效性和效率隨著時間的推移而降低。例如備份和恢復時間就是效能和容量下降對功能造成負面影響的例子。

　　 橫向擴充套件

　　橫向擴充套件基礎設施取代增加硬體以擴充套件功能、效能和容量。橫向擴充套件解決了縱向擴充套件基礎設施的一些限制，因為它通常更高效和有效。此外，使用雲端計算服務進行橫向擴充套件可以確保組織在升級系統時無需購買新硬體。

　　雖然橫向擴充套件允許組織複製資源或服務，但其關鍵區別之一是流資料資源擴充套件。這使組織能夠快速有效地響應不同的需求。

　　 （1）什麼時候需要橫向擴充套件基礎設施規模

　　 當組織需要長期擴充套件策略時：擴充套件的增量特性允許組織擴充套件基礎設施以實現預期的長期資料增長，還可以根據目標新增或刪除元件。

　　 當升級需要靈活時：橫向擴充套件避免了技術貶值的限制，以及特定硬體技術的供應商鎖定。

　　 當儲存工作負載需要分佈時：橫向擴充套件非常適合需要將工作負載分佈在多個儲存節點上的用例。

　　 （2）橫向擴充套件擴充套件的優點

　　 採用較新的伺服器技術：由於架構不會受到舊硬體的限制，橫向擴充套件基礎設施不會像縱向擴充套件基礎設施那樣受到容量和效能問題的影響。

　　 對需求變化的適應性：橫向擴充套件架構可以更輕鬆地適應需求變化，因為可以移除或新增服務和硬體以滿足需求需求。這也使得進行資源擴充套件變得容易。

　　 成本管理：橫向擴充套件遵循增量模型，這使得成本更加可預測。此外，這樣的模型允許組織根據需要為所需的資源付費。

　　 （3）橫向擴充套件的缺點

　　 有限的機架空間：橫向擴充套件的基礎設施存在機架空間不足的風險。從理論上來說，機架空間可能會達到無法支援不斷增長的需求的程度，這表明橫向擴充套件並不總是滿足更大需求的理想方法。

　　 增加運營成本：引入更多伺服器資源會帶來額外成本，例如冷卻和電力。

　　 更高的前期成本：設定橫向擴充套件系統需要大量投資，因為組織並不只是升級現有基礎設施。

　　 選擇縱向擴充套件還是橫向擴充套件？

　　總之，縱向擴充套件和橫向擴充套件方法在資料中心基礎設施中有不同的用途。但是，適合組織業務的正確方法取決於當前效能、成本效益以及面臨的挑戰、目標和用例等因素。