Rozšiřitelnost

V hardwarových a softwarových výpočtech a v telekomunikacích se rozšiřitelnost nebo škálovatelnost týká schopnosti produktu přizpůsobit se řádové změně v poptávce ( škálovatelnost ), zejména jeho schopnosti udržovat své funkce. A jeho výkonu v případě vysoké poptávka.

Podle Reného J. Chevanceho anglické slovo škálovatelnost , utvořené na škálovatelném adjektivu odvozeném od slovesa k měřítku , „nemá ve francouzštině běžně přijímaný ekvivalent“. Překlady používaly postupné rozšiřování , škálovatelnost , měřítko , rozšiřitelnost , škálovatelnost a škálovatelnost kapacity . V rádiu a televizi mluvíme o škálovatelnosti . Používá se také francouzská vrstva škálovatelnosti nebo se anglické slovo škálovatelnost zachovává tak, jak je.

Škálovatelnost může odkazovat na schopnost systému zvýšit svou výpočetní kapacitu při zvýšeném zatížení, když jsou přidány prostředky (obvykle hardware). Termín má podobný význam, když se používá v obchodním kontextu, kdy škálovatelnost podniku znamená, že obchodní model nabízí potenciál pro ekonomický růst podniku.

Tento aspekt musí být pečlivě studován v žádné jiné síťové služby, s výhradou zejména velmi náhlým přílivem provozu (např. Televizní reklama , reakce na citlivé zprávy, start sportovní událost, Slashdot efekt , atd), což může způsobit výrazný nárůst v doba odezvy vedoucí k odrazování uživatelů, poklesu ziskovosti a někdy k technické nemožnosti obsluhovat všechny zákazníky.

Úvod

„Škálovatelnost“ je schopnost IT zařízení přizpůsobit se tempu poptávky. Vzhledem k tomu, že kapacita hardwaru je pevná, zejména bitová rychlost sítí a pevných disků, existuje omezení počtu požadavků, které lze v daném čase zpracovat. Nad tímto limitem jsou požadavky multiplexovány a konkurence mezi požadavky zpracovávanými současně způsobuje další čekací doby, které fungují jako úzké místo .

Škálovatelnost je kritickou charakteristikou všech síťových služeb, bez nichž se služba může stát obětí jejího úspěchu. Vysoká popularita služby může přinést technické potíže, které vedou k vysokým nákladům na údržbu . V důsledku příchodu nových zákazníků se dodavatel může dostat do ekonomických potíží nebo dokonce do technické nemožnosti obsluhovat nové i staré zákazníky.

Škálovatelnost je vyhledávaná schopnost databázových aplikací , monitorů transakcí a operačních systémů . Vzhledem k tomu, že operační systém je nezbytným prostředníkem mezi aplikacemi a hardwarem, má „škálovatelnost“ druhého z nich zásadní význam - ale je do velké míry ignorována - pro škálovatelnost celého počítačového systému.

Zařízení

Hardware musí být nejen dostatečný, aby uspokojil aktuální míru poptávky, ale také z hlediska škálovatelnosti musí být schopen pojmout doplňky pro uspokojení zvýšené poptávky.

Tyto procesory jsou drahé komponenty počítačového serveru a číslo bude často omezena jejich hardwarové architektury - počet procesorů - buď klesající jednotkou v důsledku zatížení vyrovnávání výkonu napříč různými fyzickými stroji více či méně vzdálené. Totéž platí pro ostatní části počítačového hardwaru.

Horizontální škálování zahrnuje přidávání počítačů, aby uspokojily zvýšenou poptávku po službě. Nejběžnější metodou je vyrovnávání zatížení pomocí clusteru serverů . Je to technika běžně používaná webovými servery .

Vertikální škálovatelnost je o používání počítače, který nabízí mnoho možností pro přidávání částí, na které je možné umístit velké množství paměti , mnoho procesorů, několik základních desek a mnoho pevných disků. Například počítač Sun Enterprise může obsahovat až 64 procesorů, 16 základních desek, 64 GB paměti a úložná pole . Plně vybavený balíček může stát až 1 milion dolarů.

Architektonická škálovatelnost spočívá v plánování aplikace od samého začátku, aby ji bylo možné distribuovat na několik strojů bez přepisování. Provoz v režimu klient-server přidává v této oblasti vynikající flexibilitu: webové servery, aplikační servery, duplicitní databázové servery, kde systémové protokoly označují poddimenzování, jak se časová prodleva zvyšuje, a pouze.

Software

Bez ohledu na velikost a složitost softwaru musí jeho funkčnost, výkon, škálovatelnost a cena odpovídat očekáváním koncového uživatele. V oblasti databází se jedná zejména o aplikace pro zpracování online transakcí .

Metriky škálovatelnosti ukazují, jak se výkon softwaru mění s rostoucí poptávkou. Spotřebitel obecně očekává, že se výkon (doba odezvy) nezmění, dokud zatížení (počet operací za sekundu) nedosáhne nominální hodnoty, které má výrobek odolat.

Měřítka škálovatelnosti se zaměřují na prahovou hodnotu, při které se výkon začíná zhoršovat, a také na rychlost degradace ve vztahu k rostoucí poptávce.

Porucha rozšiřitelnosti typu 1 nastane, když se výkon rychle zhorší se zvyšující se poptávkou před dosažením nominální úrovně a poruchu lze napravit operacemi parametrizace a optimalizace .

Porucha rozšiřitelnosti úrovně 2 nastane, když se výkon zhorší natolik, že je nepřijatelné, a nelze provést žádné zlepšení, dokonce ani výměnu hardwaru. Jediný způsob, jak napravit takovou vadu, vyžaduje nákladné přehodnocení architektury produktu. Produkt s tímto typem vady je považován za neroztažitelný.

Mnoho aplikací typu klient-server je zabudováno v režimu synchronní komunikace: klientská část odešle požadavek na serverovou část a poté počká, až obdrží výsledek. Tento režim je jednodušší implementovat, ale způsobuje časy latence, které jsou vnímány uživatelem jako nedostatek škálovatelnosti. Asynchronní režim umožňuje provádět operace během doby latence a multiplexovat zpracování požadavků; tento režim se používá ve vícevláknových aplikacích , webových službách a programování událostí .

Jednou technikou pro zvýšení odolnosti vůči vysoké poptávce po softwaru je předběžná rezervace fondu zdrojů, které jsou v případě potřeby neustále k dispozici pro multiplexní požadavky, a tím šetří čas, který by byl vyžadován pro rezervace. Tato technika sdružování se používá zejména pro připojení k databázím .

Použití front , architektura orientovaná na služby , používání webových služeb a systémů správy databází ovlivňují škálovatelnost softwaru.

Telekomunikace

Telekomunikační průmysl je zejména znepokojen škálovatelnosti a spolehlivosti sítí, které mají sloužit velký počet zákazníků. Páteř musí být schopen podporovat provoz přicházející z různých služeb a dodávat velké množství zákazníků, aniž by bylo potřeba přidat zařízení.

Telekomunikační linky obecně slouží jak telefonii , internetu, tak soukromým počítačovým sítím . Poskytovatelé telekomunikací se snaží snížit náklady na údržbu sítě a současně poskytovat všechny služby vyžadované spotřebiteli. Škálovatelnost sítě je tolik o odporu vůči řádové změně bitové rychlosti sítě, jako o počtu předplatitelů.

Ve veřejných sítích s velkým počtem účastníků (telefonování, internet) se očekává, že výměna terminálu bude dostatečným opatřením k přizpůsobení sítě poptávce. Protože všichni zákazníci nenahrazují svůj terminál současně, musí být síť schopna současně provozovat různé generace terminálů.

Podívejte se také

Související články

Poznámky a odkazy

  1. vrstva škálovatelnosti v angličtině .
  1. „  rozšiřitelnost  “ , Le Grand dictionnaire terminologique , Office québécois de la langue française (zpřístupněno 14. března 2021 ) .
  2. Komise pro obohacování francouzského jazyka , „  rozšiřitelnost  “ , FranceTerme , ministerstvo kultury (přístup k 14. březnu 2021 ) .
  3. „  škálovatelnost  “ , Le Grand dictionnaire terminologique , Office québécois de la langue française
  4. René J. Chevance, servery s více procesory a paralelní DBMS , vyd. Inženýrské techniky, strana 4.
  5. Édouard Rivier, Audiovizuální komunikace , Springer, 2003, ( ISBN  9782287597688 ) , strana 180.
  6. Luigi Zaffalon, Souběžné programování a programování v reálném čase s Javou , PPUR press polytechniques, 2007, ( ISBN  9782880746988 ) , strana 47.
  7. Dr. Omar Elloumi, Dr. Mohsen Souissi, IP and ATM Integration , vyd. Engineering Techniques, 2003, strana 5.
  8. Jean-Noël Gouyet, Video a mediální servery , vyd. Engineering Techniques, 2008, strana 18.
  9. Patrick Rompen, Úvod do škálování webových stránek: Úvod do konceptů Vyrovnávání zatížení , ukládání do mezipaměti, virtualizace a distribuované databáze (francouzské vydání) , 2011.
  10. NoSQL
  11. Termium , Translation Bureau of the Government of Canada: „Princip škálovatelnosti umožňuje vysílat při různých bitových rychlostech z jediného kódování“
  12. Djillali Seba, CISCO: Propojení sítí pomocí směrovačů a přepínačů , ENI Publishing, 2003, ( ISBN  9782746021440 ) , strana 274.
  13. (en) Ina Minei a Julian Lucek, MPLS-Enabled Applications: Emerging Developments and New Technologies , John Wiley and Sons, 2011, ( ISBN  9780470665459 )
  14. ( úzké místo v angličtině ).
  15. (en) Shoshana Loeb - Benjamin Falchuk - Euthimios Panagos - Thimios Panagos, Struktura mobilních služeb: softwarová paradigmata a obchodní požadavky , Wiley-Interscience - 2009, ( ISBN  9780470277997 ) .
  16. (in) Seif Haridi - EURO 1995-PAR 1 - Stockholm, Parallel processing - Volume 966 of Lecture notes in computer science , Springer - 1995 ( ISBN  9783540602477 ) .
  17. (en) Jeff Horwitz, správa systému Unix: primer plus , Sams Publishing - 2002, ( ISBN  9780672323720 ) .
  18. ( rozložení zátěže v angličtině ).
  19. (v anglickém klastru )
  20. (en) Cal Henderson, Budování škálovatelných webových stránek , O'Reilly Media Inc., 2006, ( ISBN  9780596102357 )
  21. (v angličtině diskové pole )
  22. (v angličtině on-line transakční zpracování nebo OLTP )
  23. (in) Jack YB Lee, Scalable Continuous Media Streaming Systems Architecture, Design, Analysis and Implementation , John Wiley and Sons, 2005 ( ISBN  9780470857540 ).
  24. (in) Henry H. Liu, Výkon a škálovatelnost softwaru: Kvantitativní přístup , John Wiley and Sons, 2009 ( ISBN  9780470462539 )
  25. (v angličtině architektura orientovaná na služby nebo SOA ).
  26. (v angličtině systémy pro správu databází nebo DBMS ).
  27. ( páteř v angličtině ).
  28. (en) Monique Morrow a Kateel Vijayananda, Vývoj služeb založených na IP: řešení pro poskytovatele služeb a prodejce , Morgan Kaufmann - 2003, ( ISBN  9781558607798 )
  29. (en) Biswanath Mukherjee, Optical WDM networks , Birkhäuser - 2006, ( ISBN  9780387290553 )