¿Cuál es el adecuado para tu aplicación?

Como desarrollador, es posible que te hayas enfrentado al reto de escalar tu servidor para acomodarlo a un aumento del tráfico y la demanda. Puede ser una tarea desalentadora, ya que requiere una planificación cuidadosa y la consideración de diversos factores, como el coste, el rendimiento y el crecimiento futuro.

Dos métodos principales para escalar servidores son el Escalado Horizontal y el Escalado Vertical.

El Escalado Horizontal, a menudo llamado "escalado hacia fuera", consiste en añadir más máquinas a tu reserva de recursos existente. Esta estrategia es similar a añadir más carriles a una autopista para acomodar el aumento de tráfico.

Por otro lado, el Escalado Vertical, o "escalado hacia arriba", consiste en mejorar las capacidades de una máquina existente, como aumentar su potencia de CPU, memoria o almacenamiento. Es similar a mejorar el motor de un coche para aumentar su velocidad y rendimiento.

Ambas estrategias conllevan sus propios conjuntos de ventajas y retos. Esta entrada del blog pretende profundizar en estas dos estrategias, proporcionando una comparación detallada para ayudarte a decidir la arquitectura de tu sistema.

¿Qué es el escalado de servidores y por qué es crucial?

Escalado de servidores es como aumentar el tamaño de tu servidor para seguir el ritmo de las demandas cambiantes de tu aplicación. Puedes escalar tu servidor verticalmente añadiendo más recursos a un único servidor u horizontalmente añadiendo más servidores para compartir la carga de trabajo.

La elección entre estos dos métodos depende de las necesidades específicas de la aplicación y de su carga de trabajo. Supervisar el rendimiento del servidor y ajustar la estrategia de escalado en consecuencia es importante para garantizar un rendimiento y una rentabilidad óptimos.

El escalado del servidor puede ser útil en distintos escenarios. Por ejemplo, si gestionas una tienda de comercio electrónico, puedes experimentar un aumento del tráfico durante las temporadas de vacaciones o eventos de ventas. En este caso, puedes escalar tu servidor para gestionar el aumento de tráfico, garantizando un sitio web rápido y con capacidad de respuesta.

Otro caso de uso del escalado del servidor es el lanzamiento de una nueva función o producto en tu sitio web. Esto puede atraer más visitantes a tu sitio, y puede que necesites escalar tu servidor para acomodar el aumento de tráfico.

Además, si ejecutas una aplicación web que procesa grandes cantidades de datos, como una plataforma de análisis de datos o un modelo de aprendizaje automático, puede que necesites escalar tu servidor para gestionar el aumento de la carga computacional.

¿Cómo funciona el escalado de servidores?

Puede ser difícil calcular cuánto tráfico recibirá si estás en las primeras fases de funcionamiento de un sitio web, una aplicación web u otro servicio. Te encontrarás con la necesidad de escalar tu servidor para mejorar su rendimiento. Entendamos cómo funciona.

Cuando el número de peticiones de los usuarios o el tráfico hacia un servidor de aplicaciones aumenta significativamente, puede dificultar la eficacia del servidor. Por tanto, es crucial que el servidor sea escalable. Esto permite que la capacidad del servidor aumente en función del aumento del tráfico, evitando cualquier fallo.

Puedes escalar tu servidor con dos métodos diferentes:

1. Añadir más componentes de hardware a la configuración actual de tu servidor (por ejemplo, añadir más RAM o almacenamiento a tu servidor dedicado) se conoce como escalado vertical.
2. Escalado horizontal Añade más servidores a tu configuración de alojamiento para aumentar su potencia. Esta configuración también se conoce como clúster de servidores.

Comparación entre el escalado horizontal y el vertical

Para comprender mejor las diferencias entre el escalado horizontal y el vertical, veamos más de cerca cada método y comparémoslos uno al lado del otro.

Escalado horizontal: Ventajas y limitaciones

El Escalado Horizontal (o escalado hacia fuera) es un método que gestiona el aumento de la demanda añadiendo más máquinas o nodos a tu infraestructura de servidores existente.

Por ejemplo, si una aplicación web experimenta un aumento en el número de sesiones, el escalado horizontal distribuiría la carga entre varias instancias. Esta distribución a través de diferentes Zonas de Disponibilidad aumenta el rendimiento y mejora la fiabilidad.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que el escalado horizontal puede introducir complejidad, especialmente cuando se reduce el tamaño.

Ventajas

He aquí algunas ventajas clave de la Escala Horizontal:

1. Eficiencia de costes: Sólo pagas por lo que utilizas, lo que puede suponer un importante ahorro de costes.
2. Reducción del tiempo de inactividad: Con varias máquinas, se reducen significativamente las posibilidades de que el sistema falle por completo.
3. Alta Disponibilidad: El sistema permanece disponible y operativo aunque fallen una o varias máquinas.
4. Escalabilidad: Es más fácil gestionar los límites de capacidad del hardware, y puedes dimensionar y redimensionar fácilmente el sistema según tus necesidades.
5. Redundancia: Varias máquinas significan que hay una copia de seguridad disponible en caso de fallo.
6. Facilidad de actualización: Actualizar el sistema es más fácil, ya que puede hacerse en máquinas individuales sin afectar a todo el sistema.
7. Sin cargos por picos de demanda: Como puedes aumentar o disminuir la capacidad en función de la demanda, no tienes que pagar por la capacidad de demanda máxima si no la necesitas.

Limitaciones

Aunque el Escalado Horizontal puede mejorar el rendimiento y la fiabilidad, también introduce una complejidad adicional en comparación con un sistema de servidor único. He aquí algunos puntos clave:

1. Complejidad del sistema: Una arquitectura distribuida o en clúster es intrínsecamente más compleja que un servidor independiente. Esto se debe a que implica múltiples servidores trabajando en tándem, lo que requiere una cuidadosa coordinación y gestión.
2. Complejidad operativa: Mantener un clúster de servidores puede ser más complicado que gestionar un único servidor. Esto se debe al mayor número de componentes, que pueden dar lugar a más puntos potenciales de fallo y requieren más esfuerzo de supervisión y mantenimiento.
3. Requisitos de arquitectura: El sistema debe diseñarse como un clúster de servidores en una arquitectura distribuida para manejar la carga con eficacia. Esto requiere una planificación y un diseño cuidadosos para garantizar que los servidores puedan trabajar juntos de forma eficaz y fiable.

Casos prácticos

He aquí algunos casos de uso en los que el Escalado Horizontal puede ser especialmente beneficioso:

1. Alto rendimiento: Si tu servicio requiere un alto rendimiento, el escalado horizontal puede distribuir la carga de trabajo entre varias máquinas, mejorando el rendimiento general del sistema.
2. Reducción de los puntos de fallo: El escalado horizontal implica utilizar varias máquinas. Esto significa que si una máquina falla, otras pueden tomar el relevo, reduciendo el riesgo de un único punto de fallo.
3. Flexibilidad de configuración: Con varias máquinas, puedes configurar cada una de ellas de formas diferentes para aumentar la eficacia.
4. Expansión de recursos: Si puedes acceder a recursos externos adicionales, como hardware y software, puedes añadirlos a tu sistema para mejorar el rendimiento.
5. Arquitectura de Microservicios: En una arquitectura de microservicios, el escalado horizontal puede ser especialmente eficaz. Cada microservicio puede escalarse individualmente en función de su demanda específica, lo que mejora el rendimiento de un sistema distribuido.

Escalado vertical: Ventajas y limitaciones

El Escalado Vertical (o escalado hacia arriba) consiste en aumentar la capacidad y los recursos de un único componente. A diferencia del escalado horizontal, que distribuye la carga, el escalado vertical se centra en aumentar la capacidad de un solo elemento.

Este método se utiliza a menudo en sistemas que no están diseñados para ser distribuidos, como una base de datos relacional. Proporciona una forma directa de mejorar el rendimiento del sistema aumentando los recursos de una máquina existente.

Por ejemplo, una base de datos se sobrecarga debido al aumento del volumen de datos y a las consultas complejas. La carga de la base de datos se gestiona entonces escalando los recursos como CPU, RAM y almacenamiento.

Ventajas

He aquí algunas ventajas clave del Escalado Vertical:

1. Menos cambios: El escalado vertical es más fácil de implementar porque no requiere cambios significativos en el software. Estás mejorando los recursos existentes, no añadiendo otros nuevos.
2. Rentable: El escalado vertical puede ser más rentable, ya que no estás añadiendo nuevos recursos, sino actualizando los existentes. Te ahorras los costes asociados a la adquisición y mantenimiento de máquinas adicionales.
3. Simplicidad: Mantener un único sistema es menos complicado que gestionar una arquitectura distribuida. Esta simplicidad puede reducir los esfuerzos y costes de mantenimiento.
4. Facilidad de desarrollo: Con el escalado vertical, el software puede desarrollarse como un monolito, eliminando la necesidad de refactorizarlo en una arquitectura distribuida.

Limitaciones

Aunque el Escalado Vertical puede ser beneficioso, tiene ciertas limitaciones. He aquí algunos puntos clave:

1. Mayor tiempo de inactividad: El escalado vertical suele implicar la desactivación de un servidor para parchearlo o actualizarlo. Esto puede provocar un aumento del tiempo de inactividad y posibles interrupciones del servicio.
2. Punto Único de Fallo: Como el escalado vertical se centra en un único servidor, aumenta el riesgo de pérdida de datos en caso de fallo del hardware o del software.
3. Limitaciones del hardware: Hay un límite en lo que puedes escalar un único servidor. Cada máquina tiene un umbral de RAM, almacenamiento y potencia de procesamiento. Una vez alcanzados estos límites, no es posible seguir ampliando.

Casos prácticos

Aquí tienes algunos escenarios en los que el Escalado Vertical puede ser la mejor opción:

1. Eficiencia de los recursos: Si hay menos necesidad de recursos, el escalado vertical te permite mejorar el rendimiento de una máquina existente sin añadir otras nuevas.
2. Operaciones de pequeñas empresas: Para las pequeñas empresas que necesitan gestionar el tráfico pero no tienen grandes exigencias, el escalado vertical puede ser una solución rentable.
3. Tráfico incierto: Si no estás seguro de la consistencia de tu tráfico o del número de usuarios, el escalado vertical te permite ajustar la capacidad de tu servidor según sea necesario.
4. No requiere redundancia: El escalado vertical puede ser un enfoque más sencillo y directo si tus operaciones no requieren redundancia para funcionar de forma óptima.
5. Menos tiempo de inactividad: El escalado vertical puede dar lugar a un menor tiempo de inactividad debido a que las actualizaciones son menos numerosas y espaciadas.
6. Aplicaciones heredadas: El escalado vertical puede proporcionar el impulso de rendimiento necesario para las aplicaciones heredadas que no requieren una gran escalabilidad o distribución.
7. Conocimientos limitados de ingeniería: Si faltan ingenieros cualificados para gestionar varias máquinas, el escalado vertical te permite mejorar el rendimiento centrándote en una sola máquina.

Autoescalado para sitios web de alto rendimiento

Las empresas pueden escalar sus operaciones de dos formas: verticalmente (expandiéndose o contrayéndose) y horizontalmente (hacia dentro o hacia fuera). El escalado vertical, o actualización, mejora la infraestructura, mientras que el escalado horizontal implica añadir más terminales.

Una tecnología innovadora que ayuda en este proceso es el "Autoescalado".

El autoescalado es una técnica que gestiona y asigna dinámicamente recursos informáticos en función de la carga del servidor. Permite a las organizaciones ajustar automáticamente los servicios en la nube, como las capacidades de los servidores o las máquinas virtuales, en función de condiciones definidas como el tráfico o los niveles de utilización.

Por ejemplo, si un sitio web experimenta repentinamente grandes volúmenes de tráfico, puede ser difícil gestionarlo sin que se ralentice o se bloquee. El autoescalado resuelve este problema ajustando automáticamente la capacidad en función de las necesidades del sitio.

Se amplía (se inician más servidores) cuando aumenta el tráfico y se reduce (se cierran los servidores) cuando disminuye. Esto garantiza un rendimiento y una utilización de los recursos óptimos.

Cloudways Autoescala

Cloudways Autoscale es una función diseñada específicamente para el alojamiento totalmente gestionado de WordPress. Está basada en Kubernetes y escala hacia arriba y hacia abajo en función de la demanda de tráfico de tu sitio web. Aquí tienes algunos puntos clave:

1. Rendimiento y eficacia

Cloudways Autoscale garantiza un rendimiento óptimo para tu sitio WordPress ajustando los recursos a las necesidades en tiempo real. Esta adaptabilidad mejora la experiencia del usuario y la rentabilidad.

2. Alta disponibilidad y escalabilidad

Cloudways Autoscale proporciona alta disponibilidad, autoescalabilidad prácticamente infinita y rendimiento de nivel empresarial. Puede gestionar grandes volúmenes de tráfico y pedidos sin ralentizarse ni bloquearse.

3. Ideal para empresas

Es una gran opción para el marketing & las agencias de diseño y los propietarios de negocios online que quieren centrarse en dirigir sus negocios e impulsar el tráfico del sitio web.

4. Arquitectura

Cloudways utiliza Kubernetes, una plataforma de orquestación de contenedores, para desplegar y gestionar las aplicaciones de WordPress. Tu sitio WordPress se ejecuta dentro de un clúster de contenedores llamados pods, que gestionan las peticiones web y el equilibrio de carga.

5. Alta disponibilidad y rendimiento

La arquitectura de Cloudways Autoscale garantiza una alta disponibilidad y rendimiento para tu sitio WordPress. Los equilibradores de carga distribuyen el tráfico uniformemente entre los pods, permitiendo un escalado horizontal para gestionar los picos de tráfico.

6. Escalado automático

Cuando tu sitio web experimenta un aumento de tráfico, Cloudways Autoscale pone en marcha automáticamente pods adicionales para gestionar la carga. Cuando el tráfico disminuye, los pods sobrantes se reducen automáticamente, ahorrando recursos y costes.

Pautas para elegir el servidor adecuado

Elegir entre escalado vertical, horizontal y automático puede ser todo un reto. He aquí algunos factores a tener en cuenta:

Procesamiento lógico

• Escalado horizontal: Divide una pieza lógica secuencial en partes más pequeñas para su ejecución paralela en varias máquinas.
• Escalado vertical: Ejecuta el mismo código en máquinas más potentes sin alterar la lógica.
• Autoescalado: Gestiona y asigna dinámicamente recursos computacionales en función de la carga del servidor.

Gestión del tráfico

• Escalado vertical: Adecuado para tráfico moderado.
• Escala horizontal: Ideal para gestionar cientos de miles de peticiones simultáneas, ofreciendo mayor velocidad, elasticidad y rendimiento.
• Autoescalado: Ajusta automáticamente los servicios de la nube, como las capacidades de los servidores o las máquinas virtuales, hacia arriba o hacia abajo en función de condiciones definidas como el tráfico o los niveles de utilización.

Gestión de bases de datos

• Escalado vertical: Añade más recursos a los bastidores de servidores existentes, permitiendo que los datos se ejecuten en un solo nodo. Gestión de datos más sencilla.
• Escalado horizontal: Implica añadir nuevos servidores, requiere gestionar numerosas consultas, pero puede manejar bases de datos más grandes con eficacia.
• Autoescalado: Se amplía automáticamente (se inician más servidores) cuando aumenta el tráfico y se reduce (se cierran los servidores) cuando disminuye.

Tanto si eliges el escalado vertical como el horizontal, la incorporación del escalado automático puede ajustar dinámicamente tus recursos en función de las necesidades en tiempo real. Garantiza un rendimiento y una utilización de los recursos óptimos.

Resumen

Decidir una estrategia de escalado es una tarea crítica que requiere una cuidadosa consideración de varios factores, como el rendimiento, la disponibilidad, el coste y el tráfico. Tu elección debe alinearse con tus objetivos empresariales y garantizar el buen funcionamiento de tus aplicaciones o sitios web.

El escalado horizontal es una buena elección cuando necesitas manejar grandes volúmenes de tráfico, mientras que el escalado vertical es más adecuado para tareas complejas que requieren una mayor potencia de procesamiento.

Para obtener más ayuda a la hora de implantar estrategias de escalado horizontal o vertical, puedes considerar la posibilidad de asociarte con un proveedor de servicios gestionados en la nube como Cloudways. No dudes en preguntar si tienes alguna duda.

Jyotishna Kumari

Jyotishina es Experta de la Comunidad Magento en Cloudways y tiene 4 años de experiencia en desarrollo web. Ha trabajado en sitios de comercio electrónico desde el cambio de milenio y ya trabajaba con Magento antes de que se lanzara la versión 1. Le encanta viajar y explorar nuevas ideas siempre que tiene tiempo. Ponte en contacto con ella en [email protected].

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