Какие существуют виды масштабирования и в чем их особенности?

Ответ

Существует два основных вида масштабирования бэкенд-систем:

1. Вертикальное масштабирование (Scaling Up)

Это увеличение мощности одного сервера (ноды) путем добавления ресурсов: CPU, RAM, дискового пространства.

Пример: Замена сервера с 4-ядерным CPU и 16 ГБ RAM на сервер с 16-ядерным CPU и 64 ГБ RAM.
Плюсы: Простота реализации (не требует изменения архитектуры приложения), отсутствие сетевых задержек между компонентами.
Минусы: Существует физический предел ресурсов, высокая стоимость, наличие единой точки отказа (если сервер падает, падает всё приложение).
Особенности в Go: Благодаря эффективной модели конкурентности (горутины и планировщик), Go-приложения отлично утилизируют многоядерные процессоры, что делает вертикальное масштабирование очень эффективным.

2. Горизонтальное масштабирование (Scaling Out)

Это добавление новых серверов (нод) в систему для распределения нагрузки между ними.

Пример: Вместо одного сервера используется десять, а входящие запросы распределяются между ними с помощью балансировщика нагрузки (например, Nginx).
Плюсы: Практически неограниченный потенциал роста, повышенная отказоустойчивость (выход из строя одной ноды не остановит всю систему).
Минусы: Усложнение архитектуры (требуется балансировщик, сетевая настройка), потенциальные проблемы с консистентностью данных.
Особенности в Go: Для горизонтального масштабирования критически важно создавать stateless-приложения, то есть сервисы, которые не хранят состояние (например, сессии пользователей) в своей памяти. Состояние должно быть вынесено во внешнее хранилище (например, Redis или PostgreSQL), доступное всем нодам.

// Пример stateless-сервиса на Gin, готового к горизонтальному масштабированию
func main() {
    // Подключение к общему хранилищу состояния (например, Redis)
    redisClient := redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr: "redis-server:6379",
    })

    r := gin.Default()
    r.GET("/data/:key", func(c *gin.Context) {
        // Данные извлекаются из общего хранилища, а не из памяти сервиса
        val, err := redisClient.Get(c.Param("key")).Result()
        if err != nil {
            c.JSON(404, gin.H{"error": "not found"})
            return
        }
        c.JSON(200, gin.H{"data": val})
    })
    r.Run()
}