I – Objectif
Ce document présente les différentes stratégies de passage à l'échelle (scalabilité) d'un site web ou d'une infrastructure, face à une augmentation de la charge ou du trafic.
II – Indicateurs de croissance
Pour détecter et anticiper une croissance de l'infrastructure, plusieurs indicateurs clés sont à surveiller :
• Nombre de visiteurs
• Nombre de requêtes par seconde
• Nombre de pages vues
• Bande passante consommée
• Espace de stockage nécessaire
• Puissance de calcul nécessaire
L'augmentation de ces indicateurs est le signal qu'une évolution de l'infrastructure doit être envisagée.
III – Types de croissance
1) Croissance naturelle
L'audience augmente petit à petit, de manière régulière et progressive dans le temps.
• Évolution lente et prévisible
• Permet une planification anticipée des ressources
• Exemple : un site qui gagne régulièrement de nouveaux utilisateurs via le référencement ou le bouche-à-oreille
Ce type de croissance est le plus facile à gérer car il laisse le temps d'adapter l'infrastructure progressivement.
2) Croissance ponctuelle
Le trafic augmente brusquement et de manière importante, sous forme de pics.
• Peut être prévue : soldes, lancement de produit, campagne publicitaire
• Peut être imprévue : un média grand public communique sur un service, effet de viralité
• De courte durée, mais potentiellement critique si l'infrastructure n'est pas préparée
Ce type de croissance nécessite une capacité de montée en charge rapide, idéalement via une solution d'auto-scaling.
IV – Stratégies de passage à l'échelle
1) Croissance verticale (Scale Up)
La croissance verticale consiste à augmenter la capacité physique d'une architecture existante.
Avantages :
• Plus simple à concevoir
• Ne change rien à l'architecture applicative
• Il suffit de payer un nouveau composant (plus de RAM, plus de CPU, disque plus rapide)
Inconvénients :
• Nécessite d'interrompre le service lors du changement de matériel
• Doit être anticipée dès le départ
• Peut devenir très coûteuse à grande échelle
• On ne peut pas ajouter du CPU et de la RAM indéfiniment (limite physique du matériel)
Exemple : passer d'un serveur 4 Go RAM / 2 vCPU à un serveur 16 Go RAM / 8 vCPU.
2) Croissance horizontale (Scale Out)
La croissance horizontale consiste à augmenter le nombre de machines pour répartir la charge.
Avantages :
• Moins cher : il est plus économique d'avoir plusieurs machines à bas coût qu'une seule très puissante
• Augmentation des capacités sans interruption de service
• La répartition d'un service sur plusieurs machines augmente sa disponibilité (haute disponibilité)
Plusieurs stratégies sont possibles :
• Répartir les différents composants logiques sur des machines dédiées (serveur web, base de données, cache, etc.)
• Multiplier les instances d'un même service derrière un load balancer
• Combiner croissance horizontale et verticale : augmenter le nombre de machines tout en ajustant leurs ressources
V – Conclusion
Le choix de la stratégie dépend du type de croissance anticipée, du budget et des contraintes applicatives. La croissance verticale est simple à mettre en œuvre mais atteint rapidement ses limites. La croissance horizontale est plus complexe à concevoir mais offre une meilleure disponibilité et une scalabilité quasi illimitée.