Trong bối cảnh khả năng mở rộng, Thuật toán mở rộng quy mô đề cập đến một kỹ thuật hoặc mô hình tính toán điều chỉnh linh hoạt hiệu suất và mức sử dụng tài nguyên của hệ thống phần mềm khi khối lượng công việc thay đổi. Mục tiêu chính của nó là đảm bảo hệ thống duy trì hiệu suất và tính khả dụng tối ưu, đồng thời tối đa hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên và giảm thiểu độ trễ khi số lượng người dùng, dữ liệu hoặc giao dịch đồng thời tăng lên.
Khả năng mở rộng là một thuộc tính thiết yếu cho các ứng dụng hiện đại, vì nó là nền tảng cho khả năng đáp ứng, độ tin cậy và khả năng bảo trì của chúng. Nó cho phép các ứng dụng phục vụ các mức nhu cầu khác nhau mà không gặp phải tình trạng ngừng hoạt động hoặc suy giảm hiệu suất. Để đạt được điều này, Thuật toán chia tỷ lệ thích hợp phải có các đặc điểm sau:
- Khả năng thích ứng: Thuật toán phải phản ứng nhanh chóng và hiệu quả với những biến động trong khối lượng công việc. Ví dụ: nếu số lượng người dùng tăng đột biến, thuật toán sẽ phân bổ đủ tài nguyên để xử lý nhu cầu gia tăng mà không gây gián đoạn hoạt động của hệ thống.
- Hiệu quả: Khi khối lượng công việc thay đổi, thuật toán sẽ tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên, đảm bảo tối đa hóa hiệu suất và giảm thiểu chi phí. Cần tránh cung cấp quá mức hoặc sử dụng không đúng mức các nguồn lực, từ đó ngăn ngừa các chi phí không cần thiết hoặc tắc nghẽn trong hoạt động.
- Khả năng chịu lỗi: Trong trường hợp xảy ra sự cố hoặc lỗi không mong muốn trong hệ thống, thuật toán phải có cơ chế chịu lỗi tích hợp để có thể duy trì tính khả dụng và hiệu suất của hệ thống mà không ảnh hưởng thêm đến hoạt động của hệ thống.
Có hai loại thuật toán chia tỷ lệ chính:
- Chia tỷ lệ theo chiều dọc (Mở rộng quy mô): Trong phương pháp này, thuật toán mở rộng quy mô sẽ tăng công suất của các tài nguyên hiện có, chẳng hạn như phần cứng hoặc máy ảo, để xử lý khối lượng công việc tăng lên. Phương pháp này ngụ ý tăng số lượng lõi CPU, bộ nhớ hoặc bộ nhớ trên các máy chủ hiện có. Mặc dù dễ triển khai nhưng việc chia tỷ lệ theo chiều dọc cũng có những hạn chế, đặc biệt liên quan đến giới hạn phần cứng và thời gian ngừng hoạt động trong quá trình nâng cấp.
- Chia tỷ lệ theo chiều ngang (Scale-Out): Thuật toán này mở rộng công suất của hệ thống bằng cách bổ sung thêm nhiều tài nguyên, chẳng hạn như máy chủ hoặc bộ chứa bổ sung, để phân bổ khối lượng công việc một cách đồng đều. Đây là phương pháp được ưa thích dành cho các ứng dụng hiện đại, dựa trên đám mây do tính linh hoạt, khả năng chịu lỗi và giảm các điểm lỗi đơn lẻ. Tuy nhiên, việc điều phối và quản lý các tài nguyên này có thể ngày càng trở nên phức tạp, đặc biệt là trong các hệ thống phân tán.
Tại AppMaster, nền tảng no-code được thiết kế có tính đến khả năng mở rộng. Các ứng dụng được tạo bằng Go dành cho chương trình phụ trợ, Vue3 dành cho web cũng như Kotlin và Jetpack Compose dành cho Android hoặc SwiftUI dành cho iOS tận dụng các khung và thuật toán mở rộng tiêu chuẩn ngành để cung cấp khả năng quản lý tài nguyên hiệu quả và hỗ trợ cho các trường hợp sử dụng có tải trọng cao. Nền tảng này cũng bao gồm hỗ trợ triển khai tự động và quản lý cơ sở hạ tầng, đảm bảo rằng các ứng dụng luôn đáp ứng và sẵn sàng khi chúng phát triển và phát triển.
Một ví dụ về cách AppMaster sử dụng các thuật toán mở rộng quy mô là hỗ trợ cho kiến trúc serverless. Điện toán phi máy chủ là mô hình dịch vụ đám mây có khả năng mở rộng cao, tự động quản lý việc cung cấp và phân bổ tài nguyên dựa trên khối lượng công việc. Nó cho phép các ứng dụng điều chỉnh liền mạch theo các nhu cầu khác nhau mà không cần can thiệp thủ công. Các nền tảng không có máy chủ, chẳng hạn như AWS Lambda hoặc Google Cloud Functions, sử dụng các thuật toán mở rộng quy mô theo sự kiện, tùy chỉnh để phân bổ tài nguyên một cách linh hoạt và hiệu quả theo các yêu cầu đến. Các ứng dụng do AppMaster tạo ra có thể được tích hợp với các nền tảng như vậy, mang lại khả năng khai thác lợi ích của chúng một cách dễ dàng và hiệu quả.
Một ví dụ khác là việc sử dụng các nền tảng điều phối và container hóa, chẳng hạn như Docker và Kubernetes. Những công nghệ này cho phép đóng gói và quản lý các ứng dụng dưới dạng các thùng chứa nhẹ, di động, có thể được triển khai và mở rộng quy mô theo yêu cầu. Các ứng dụng phụ trợ do AppMaster tạo được đóng gói trong bộ chứa Docker có thể được điều phối bằng Kubernetes, sử dụng thuật toán mở rộng quy mô phức tạp để điều chỉnh số lượng bản sao bộ chứa dựa trên các quy tắc xác định trước hoặc ngưỡng sử dụng CPU/bộ nhớ. Điều này dẫn đến một hệ thống linh hoạt, tiết kiệm chi phí và linh hoạt có khả năng thích ứng với khối lượng công việc thay đổi.
Tóm lại, Thuật toán mở rộng quy mô là một thành phần quan trọng đảm bảo hiệu suất ổn định và tính khả dụng của hệ thống phần mềm trước khối lượng công việc biến động. Bằng cách tận dụng các công nghệ tiên tiến và khung tiêu chuẩn ngành, AppMaster trao quyền cho khách hàng của mình xây dựng các ứng dụng có thể mở rộng, linh hoạt và hiệu quả, có thể đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp hiện đại và môi trường tải trọng cao.
