Comparaison de la scalabilité horizontale et verticale pour la mise à l'échelle de vos applications

Lorsqu’il s’agit de mettre en place une infrastructure capable de suivre la croissance des besoins, deux options principales s’offrent à vous : la scalabilité horizontale et la scalabilité verticale. La scalabilité verticale consiste à augmenter la capacité des équipements existants, tandis que la scalabilité horizontale implique l’ajout de nouveaux équipements au fur et à mesure des besoins. Chaque approche a ses propres avantages, défis, et contextes d’application.

Nous vous proposons dans cet article de démystifier ce sujet, qui peut prêter à confusion, même pour les CTO les plus chevronnés.

Complexité des architectures

Scalabilité horizontale

L’expansion horizontale présente une complexité notable due à son architecture distribuée. Mettre en place et maintenir une telle infrastructure est complexe et nécessite une expertise spécifique pour gérer diverses technologies et concepts. Par exemple, le choix de la solution de stockage (NFS, Ceph, GFS2, Gluster, S3, etc.) dépend fortement des besoins et de l’expérience de l’équipe. La scalabilité horizontale exige également d’automatiser fortement le processus de déploiement pour garantir son efficacité. Elle peut aussi introduire des défis supplémentaires en termes de performance et de sécurité. Il faut aussi penser à la façon dont on synchronise les différents serveurs pour communiquer avec la base de données et l’éventuel cache applicatif (memcache, redis, etc.). Est-ce que la base de données aussi va être "horizontalisée" ? Est-ce que le cache applicatif est local au serveur ?

Scalabilité verticale

En comparaison, la scalabilité verticale repose sur des architectures éprouvées offrant une gestion plus simple et des coûts prévisibles. Cette approche est souvent privilégiée pour les applications dont les besoins en ressources sont modérément évolutifs ou bien compris.

Cependant, la scalabilité verticale implique souvent un effort de reconfiguration plus complexe à mesure que les besoins augmentent. Il peut être nécessaire d’arrêter l’application pour ajouter des ressources. Par ailleurs, les limites physiques des machines imposent de repenser périodiquement l’infrastructure pour répondre aux exigences croissantes, ce qui ajoute un effort de gestion supplémentaire à long terme.

Ressources et applications

La scalabilité horizontale ne convient pas à toutes les ressources ou applications. Elle convient au scaling des CPU, du stockage objet, et des bases de données NoSQL comme MongoDB ou Elasticsearch. En revanche, elle est moins appropriée pour la RAM, le stockage bloc, ou les systèmes de fichiers, où des solutions spécifiques doivent être envisagées.

Évaluer la compatibilité de votre application avec la scalabilité horizontale dès la phase de conception est crucial, surtout si elle dépend de technologies non scalables comme les bases de données SQL traditionnelles ou les systèmes de fichiers pour le stockage des sessions et des uploads.

Mythes et réalités

L’ajout de serveurs dans une architecture horizontale n’est pas aussi simple qu’il y paraît. Chaque ajout ou retrait de serveur nécessite une gestion délicate des ressources, de la cohérence des données, et peut entraîner des coûts inattendus. De plus, la gestion des versions logicielles et la cohérence entre les serveurs ajoutent une couche supplémentaire de complexité. L'automatisation d'une architecture ou d'un système de déploiement après-coup n'est jamais triviale.

Quand envisager la scalabilité horizontale

Considérez la transition vers une architecture scalable horizontalement uniquement face à des besoins d’échelle importants, tels qu’une forte augmentation imprévisible du trafic utilisateur ou des pics de charge soudains, qui ne peuvent pas être gérés efficacement par une scalabilité verticale. Comprendre les performances et les limites de votre application est essentiel avant de s’engager dans cette voie, tout comme l’est une analyse rigoureuse des coûts potentiels.

Réactivité et performance

Bien que la scalabilité horizontale puisse améliorer la capacité d’adaptation de votre infrastructure aux variations de charge, elle n’est pas instantanée. L’intégration de nouveaux serveurs prend du temps et requiert un équilibre délicat dans la configuration de l’autoscaler pour éviter des coûts excessifs ou des réactions inadéquates à des pics de charge éphémères.

Conclusion

La décision d’opter pour une scalabilité horizontale ou verticale dépend de nombreux facteurs, incluant les caractéristiques techniques de l’application, les prévisions de croissance, et les compétences disponibles. Une compréhension approfondie des avantages, des défis, et des coûts associés à chaque option est cruciale pour établir une infrastructure durable et performante.