LFCA: Opi pilven saatavuus, suorituskyky ja skaalautuvuus – osa 14


LFCA-sarjamme edellisessä aiheessa esitimme pilvilaskentaa, eri tyyppejä ja pilviä sekä pilvipalveluita ja opastimme sinua läpi joitakin pilvilaskentaan liittyviä etuja.

Jos yrityksesi käyttää edelleen perinteistä IT-laskentaympäristöä, sinun on aika nostaa tasoa ja siirtyä pilveen. Arvioiden mukaan vuoden 2021 loppuun mennessä yli 90 % kokonaistyökuormasta hoidetaan pilvessä.

Pilvipalveluiden hyödyntämiseen liittyviä suuria etuja ovat parantunut suorituskyky, korkea käytettävyys ja skaalautuvuus. Itse asiassa käsittelimme näitä yhtenä pilviteknologian käytön suurimmista eduista.

Tässä aiheessa keskitymme pilven saatavuuteen, suorituskykyyn ja skaalautumiseen ja pyrimme ymmärtämään, kuinka nämä kolme yhdistyvät vastaamaan asiakkaiden vaatimuksiin ja varmistamaan, että käyttäjät pääsevät käsiksi tietoihinsa tarvitsemallaan tavalla mistä päin maailmaa tahansa.

1. Pilven saatavuus

Organisaation IT-sovellukset ja -palvelut ovat kriittisiä, ja kaikilla palveluhäiriöillä voi olla suuri vaikutus tuloihin. Asiakkaiden odotus on, että palvelut ovat saatavilla kellon ympäri ja milloin tahansa mistä tahansa paikasta. Ja sitä pilviteknologia pyrkii tarjoamaan.

Korkea saatavuus on pilvipalvelun perimmäinen tavoite. Se pyrkii tarjoamaan yrityksen palveluille maksimaalisen mahdollisen käytettävyyden myös häiriötilanteissa, jotka voivat johtua ennennäkemättömästä palvelimen seisokista tai verkon heikkenemisestä.

Korkea käytettävyys on mahdollista redundanttien ja vikasietojärjestelmien ansiosta. Tämä tapahtuu klusteriympäristössä, jossa useat palvelimet tai järjestelmät suorittavat samoja tehtäviä ja tarjoavat siten redundanssin.

Kun palvelin kaatuu, loput voivat edelleen jatkaa toimintaansa ja tarjota asianomaisen palvelimen tarjoamia palveluita. Täydellinen esimerkki redundanssista on tietojen replikointi useiden tietokantapalvelimien välillä klusterissa. Jos klusterin ensisijaisessa tietokantapalvelimessa ilmenee ongelma, toinen tietokantapalvelin tarjoaa silti käyttäjien tarvitsemat tiedot virheestä huolimatta.

Redundanssi eliminoi yhden vikakohdan ja varmistaa, että palveluiden ja sovellusten saatavuus on 99,999 %. Klusterit mahdollistavat myös kuormituksen tasapainottamisen palvelimien välillä ja varmistavat, että työkuorma jakautuu tasaisesti eikä yksikään palvelin ole ylikuormitettu.

2. Pilven skaalautuvuus

Toinen pilvitekniikan tunnusmerkki on skaalautuvuus. Skaalautuvuus on kykyä mukauttaa pilviresursseja vastaamaan muuttuvia vaatimuksia. Yksinkertaisesti sanottuna voit saumattomasti lisätä tai vähentää resursseja tarpeen mukaan vastaamaan kysyntään tinkimättä palvelujen laadusta tai seisokeista.

Oletetaan, että pidät blogia, joka alkaa saada osumia ja lisää liikennettä. Voit helposti lisätä laskentaresursseja, kuten tallennustilaa, RAM-muistia ja prosessoria pilvilaskenta-instanssiisi käsitelläksesi ylimääräisen työmäärän. Toisaalta voit pienentää resursseja tarvittaessa. Tämä varmistaa, että maksat vain siitä, mitä tarvitset, ja tämä korostaa pilven tarjoamia mittakaavaetuja.

Skaalautuvuus on kaksiosainen: pystyskaalaus ja vaakasuora skaalaus.

Pystysuuntainen skaalaus

Pystyskaalaukseen, jota kutsutaan myös skaalausksi, lisätään enemmän resursseja, kuten RAM-muistia, tallennustilaa ja prosessoria, pilvilaskenta-esiintymään lisätyökuormituksen vuoksi. Tämä vastaa fyysisen tietokoneen tai palvelimen sammuttamista RAM-muistin päivittämiseksi tai ylimääräisen kiintolevyn tai SSD:n lisäämiseksi.

Vaakasuora skaalaus

Horisontaalinen skaalaus, joka tunnetaan myös nimellä skaalaus, sisältää palvelimien lisäämisen olemassa oleviin palvelimiin, jotta työtaakka jakautuu useiden palvelimien kesken. Vaakaskaalauksella et rajoitu yksittäisen palvelimen kapasiteettiin, toisin kuin pystyskaalaus. Tämä tarjoaa enemmän skaalautuvuutta ja vähemmän seisokkeja.

Skaalaus on toivottavampaa kuin skaalaus

Ja tässä miksi. Vaakasuuntaisella skaalauksella lisäät periaatteessa enemmän resursseja, kuten palvelimia tai tallennustilaa, jo olemassa olevaan resurssivalikoimaasi. Tämän avulla voit yhdistää useiden laskentaesiintymien tehon ja suorituskyvyn yhdeksi ja saada näin paremman suorituskyvyn sen sijaan, että lisäät resursseja yhdelle palvelimelle. Lisäpalvelimet tarkoittavat, että sinun ei tarvitse käsitellä resurssipulaa.

Lisäksi horisontaalinen skaalaus tarjoaa redundanssin ja vikasietoisuuden siten, että vaikka yhteen palvelimeen kohdistuisi vaikutus, muut jatkavat pääsyn todistamiseen tarvittaviin palveluihin. Pystysuuntainen skaalaus liittyy yhteen vikakohtaan. Jos laskenta-ilmentymä kaatuu, kaikki menee alas sen mukana.

Vaakasuuntainen skaalaus tarjoaa myös maksimaalista joustavuutta verrattuna pystysuuntaiseen skaalaukseen, jossa sovellukset rakennetaan yhdeksi suureksi yksiköksi. Tämä tekee koodin osien hallinnasta, päivittämisestä tai muuttamisesta haastavampaa ilman, että koko järjestelmää tarvitsee käynnistää uudelleen. Skaalaus mahdollistaa sovellusten irrottamisen ja saumattoman päivityksen minimaalisella seisokkiajalla.

3. Pilven suorituskyky

Sovelluksen suorituskyvyn varmistaminen, että se vastaa asiakkaiden vaatimuksia, voi olla melkoinen tehtävä, varsinkin jos sinulla on useita eri ympäristöissä olevia komponentteja, joiden on jatkuvasti kommunikoitava keskenään.

Ongelmat, kuten latenssi, ilmenevät todennäköisesti ja vaikuttavat suorituskykyyn. Ei myöskään ole helppoa ennustaa suorituskykyä silloin, kun resurssit jaetaan eri entiteettien kesken. Siitä huolimatta voit silti saavuttaa korkean suorituskyvyn ja pysyä pinnalla seuraavien toimenpiteiden avulla.

1. Pilvi-instanssi

Varmista, että käytät oikeita pilvi-instansseja, joissa on riittävästi resursseja sovelluksiesi ja palveluidesi työkuormien hoitamiseen. Resurssivaltaisia sovelluksia varten varmista, että annat tarpeeksi RAM-, CPU- ja tallennusresursseja pilvi-instanssiisi mahdollisen resurssivajeen välttämiseksi.

2. Kuormituksen tasapainotin

Ota käyttöön kuormantasaaja jakaaksesi verkkoliikenteen tasapuolisesti resurssien kesken. Näin varmistetaan, ettei mikään sovelluksistasi joudu kysyntään. Oletetaan, että verkkopalvelimesi saa paljon liikennettä, joka aiheuttaa viiveitä ja vaikuttaa suorituskykyyn.

Täydellinen ratkaisu olisi toteuttaa vaakasuuntainen skaalaus siten, että kuormituksen tasapainottimen takana on yhteensä 4 verkkopalvelinta. Kuormituksen tasapainotin jakaa verkkoliikenteen neljälle verkkopalvelimelle ja varmistaa, ettei työkuormitus rasita yhtään.

3. Välimuisti

Käytä välimuistiratkaisuja nopeuttaaksesi sovellusten pääsyä tiedostoihin. Välimuistit tallentavat usein luettavia tietoja ja eliminoivat siten jatkuvat datahaut, jotka voivat vaikuttaa suorituskykyyn. Ne vähentävät viivettä ja työtaakkaa, koska tiedot on jo välimuistissa, mikä parantaa vasteaikoja.

Välimuisti voidaan toteuttaa eri tasoilla, kuten sovellustasolla, tietokantatasolla. Suosittuja välimuistityökaluja ovat Redis, Memcached ja Varnish cache.

4. Suorituskyvyn seuranta

Lopuksi muista valvoa palvelimien ja sovellusten suorituskykyä. Pilvipalveluntarjoajat tarjoavat alkuperäisiä työkaluja, joiden avulla voit pitää pilvipalvelimia silmällä verkkoselaimella.

Lisäksi voit tehdä oma-aloitteisesti ja asentaa ilmaisia avoimen lähdekoodin valvontatyökaluja, joiden avulla voit seurata sovelluksiasi ja palvelimiasi. Esimerkkejä tällaisista sovelluksista ovat Grafana, Netdata ja Prometheus, muutamia mainitakseni.

Johtopäätös

Emme voi korostaa tarpeeksi, kuinka saatavuus, skaalaus ja suorituskyky ovat tärkeitä pilvessä. Nämä kolme tekijää määrittävät pilvipalveluntarjoajaltasi saamasi palvelun laadun ja viime kädessä rajaavat yrityksesi onnistumisen tai epäonnistumisen.