Wat betreft webprestaties verwijst schaalbaarheid naar het vermogen van een website om toenemende verkeersbelastingen aan te kunnen. Helaas verwaarlozen veel ondernemers schaalbaarheid totdat hun website uitvalt door overbelasting. Het anticiperen op piekbelastingen, het bijhouden van de verkeersbelasting en het optimaliseren van de prestaties zijn essentieel om downtime en frustratie bij klanten te voorkomen.
Wat is schaalbaarheid, serverschaling en autoscaling?
Voordat we ingaan op de tools en methoden die worden gebruikt voor websiteschaling, moeten we drie kernconcepten begrijpen. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, zijn websites en applicaties geen statische dingen – je kunt ze niet vergeten zodra ze zijn ontworpen en ontwikkeld. De meeste bedrijven streven naar groei, en naarmate een bedrijf groeit, moet de website of applicatie dat ook doen. Schaalbaarheid is het vermogen van een systeem om consistente prestaties te behouden ondanks toenemende verkeersbelasting. Met andere woorden, een website moet niet alleen de belasting aankunnen zonder uit te vallen, maar moet ook even goed presteren bij veel als bij weinig verkeer. Websites en applicaties vereisen meer rekenkracht om meer gebruikers te kunnen bedienen. Systemen zijn afhankelijk van de rekenkracht van servers, dus het aanpassen van de serverprestaties aan de verkeersbelasting is essentieel voor de schaalbaarheid van een website of applicatie. Dit proces staat bekend als serverscaling en kan horizontaal of verticaal worden uitgevoerd. Horizontaal betekent het combineren van meerdere servers om de totale rekenkracht te vergroten. Verticaal betekent het vervangen van bestaande servers door krachtigere servers, terwijl het aantal servers gelijk blijft. U kunt bijvoorbeeld meer geheugen toevoegen of het aantal CPU-threads verhogen voor snellere verwerking. Bij verticale serveropschaling stijgen de kosten exponentieel. Horizontale opschaling is minder duur qua hardware, maar u hebt meer ruimte nodig om meer servers te plaatsen. De hogere huur-, koelings- en energiekosten kunnen de kosten van verticale en horizontale opschaling compenseren. Het grootste probleem met horizontale opschaling is de verhoogde latentie. Als datasets verspreid zijn over meerdere geografisch verspreide servers, duurt het langer voordat gebruikersqueryʼs de bestemming bereiken. Bovendien maakt horizontale schaling uw serverinfrastructuur complexer. Autoscaling is een relatief nieuw concept dat verwijst naar het automatisch aanpassen van de rekenkracht van servers op basis van de verkeersbelasting. Dit kan worden bereikt door gebruik te maken van cloudcomputing. Wanneer het verkeer naar een website of applicatie toeneemt, breidt het systeem de gebruikte servercapaciteit automatisch horizontaal uit. Een goed voorbeeld hiervan is AWS Auto Scaling van Amazon. Het systeem monitort het verkeer naar uw applicatie of website en past de capaciteit aan om stabiele prestaties te garanderen door gebruik te maken van extra Amazon-servers.
Waarom schalen niet eenvoudig is
U vraagt zich misschien af waarom website-eigenaren niet van tevoren krachtige servers kunnen aanschaffen om het schaalprobleem op te lossen. Het zit hem in de details – tijdig schalen van servers betekent niet dat alle elementen van de website of applicatie even goed schalen. Soms leiden schaalpogingen tot crashes van systeemcomponenten. Er zijn vier problemen die u kunt tegenkomen bij het schalen van een website of app:
- Het zoekprobleem beschrijft de complexiteit van het vinden van de benodigde gegevens naarmate de hoeveelheid ervan toeneemt. Een website of app heeft meer tijd nodig om een grotere dataset te scannen en te ordenen. Het gelijktijdigheidsprobleem verwijst naar de moeilijkheid om informatie gelijktijdig beschikbaar te stellen aan meerdere programmaʼs, bronnen of gebruikers. Stel je voor dat je één folder hebt en 100 mensen die deze moeten lezen. Dit zou leiden tot een enorme wachtrij, maar als je 100 kopieën maakt, is het gelijktijdigheidsprobleem opgelost. Het consistentieprobleem vloeit voort uit de oplossing van het gelijktijdigheidsprobleem. Stel dat je de 100 folders hebt verspreid en je nu de informatie op elk exemplaar moet bijwerken. Dit kun je niet gelijktijdig doen, waardoor de gegevens tijdelijk inconsistent worden. Het snelheidsprobleem is het gemakkelijkst te begrijpen. Naarmate het aantal bezoekers en interacties toeneemt, moeten servers meer stroom verbruiken om dezelfde snelheden te behouden.
Wanneer moet je schalen?
Elke ondernemer moet weten wanneer het juiste moment is om te schalen, zodat hij of zij proactief kan handelen. Idealiter begin je met het plannen van je schaalstrategie zodra de website of applicatie is gelanceerd. Maar als je die fase al hebt gemist, begin dan nu met het monitoren van je verkeersbelasting en laadsnelheden van paginaʼs. Hier zijn een paar vragen die je kunnen helpen bepalen of je website of app dringend moet worden opgeschaald:
- Presteert je website of applicatie consistent goed bij plotselinge verkeerspieken? Zo ja, hoeveel gelijktijdige gebruikers kan het systeem aan zonder dat de reactiesnelheid afneemt?
- Heeft uw systeem hardwarematige knelpunten - componenten die het potentieel van het hele systeem beperken?
- Hoe snel groeit uw verkeer en hoe lang kan uw systeem dit aan als de trend zich voortzet?
Het is essentieel om uw schaalbaarheid van tevoren te plannen, omdat u niet kunt voorspellen wanneer de verkeerspiek zich zal voordoen. U wilt voorkomen dat u de melding "Even geduld - verkeer veroorzaakt vertraging" op uw pagina krijgt en uw bezoekers frustreert. Schaalproblemen treffen vooral e-commercewebsites, met name tijdens uitverkoopacties. Om het juiste schaalmodel te kiezen, moet u eerst de zwakke punten van de prestaties van uw website, server of applicatie vaststellen. Dit kunnen hardwareknelpunten, een hoge netwerkbelasting, trage laadtijden of andere factoren zijn. Hieronder staan enkele tools die worden gebruikt voor het testen van de schaalbaarheid van websites en applicaties.
Monitoring van echte gebruikers
Monitoring van echte gebruikers, ook RUM, ook wel bekend als RUM, is een methode om elke gebruikersinteractie met uw app of website te analyseren. Simpel gezegd, RUM staat voor passieve monitoring van de ervaring van een specifieke gebruiker. Het stelt u in staat te begrijpen hoe snel daadwerkelijke website- of applicatiegebruikers worden bediend en vertragingen en snelheidsdalingen op te sporen. RUM heeft geen invloed op de systeemsnelheid omdat het slechts een klein deel van de code en rekenkracht gebruikt om de analyse uit te voeren. RUM kan worden uitgevoerd met behulp van tools zoals Google Analytics, New Relic of Pingdom. Servermonitoring en app-prestatiebeheer kunnen worden uitgevoerd met tools zoals Google Analytics, New Relic of Pingdom. Servermonitoringtools analyseren belangrijke prestatiestatistieken en sporen problemen op. De meetwaarden omvatten onder andere de servertemperatuur, voeding, CPU-gebruik, serverbeschikbaarheid, schijfactiviteit, gebruik van wisselbestanden, contextwisselingen, netwerkverkeer, TCP-activiteit en logbestanden van het besturingssysteem. U hoeft geen voorspeller te zijn of te wachten tot uw website crasht om de maximale verkeersbelasting te bepalen. In plaats daarvan kunt u tools voor belastingstesten gebruiken. Deze tools modelleren de verwachte prestaties van een website of applicatie bij verschillende verkeersbelastingen door een bepaald aantal gelijktijdige gebruikers te simuleren die toegang hebben tot het systeem.
Methoden voor het schalen van websiteverkeer
Het vervangen van servers door krachtigere servers is niet de enige methode om een systeem te schalen. Laten we eens kijken naar andere manieren om de groeiende verkeersdrukte op uw website of applicatie te beheersen.
Content Delivery Network (CDN)
Een content delivery network, of CDN, beschrijft een geografisch verspreide servergroep die de latentie verlaagt en zorgt voor snellere internetcontentlevering. Hoewel CDNʼs geen content hosten en websitehosting niet kunnen vervangen, helpen ze wel bij het cachen van content aan de rand van het netwerk. Caching vermindert de bandbreedte van de hosting en voorkomt serviceonderbrekingen. Hierdoor verbeteren de laadtijden van websites en dalen de bandbreedtekosten. Als bonus verbetert een CDN de websitebeveiliging door DDoS-aanvallen te beperken. Load balancing houdt in dat dezelfde data over meerdere servers wordt verdeeld, waardoor de belasting van elke server wordt verlicht. Load balancing wordt uitgevoerd door software die gebruikersverzoeken verzamelt en doorstuurt naar een backendserver met de laagste belasting. Het is mogelijk dat niet alle servers beschikbaar zijn en dezelfde capaciteit en opslagcapaciteit hebben. Load balancing zorgt ervoor dat servers zo efficiënt mogelijk worden gebruikt, waardoor het risico op downtime wordt verminderd en bezoekers een betere ervaring krijgen. Schaalbare databases Alle website- of applicatie-informatie wordt opgeslagen in databases en de schaalbaarheid van een database bepaalt het vermogen om queryʼs snel op te halen. In de moderne applicatie- en websitewereld verwerken databases voornamelijk analytische of transactionele workloads. Webontwikkelaars kunnen verschillende methoden voor het schalen van databases gebruiken, afhankelijk van het doel, het ontwerp en de hardware van de database. Een van deze methoden is sharding. Database sharding is het opsplitsen van één grote dataset in meerdere databases die afzonderlijk worden verwerkt. Op deze manier wordt elk datacluster sneller verwerkt en kan de server meer verzoeken afhandelen. Een andere optie is replicatie, waarbij één dataset wordt gekopieerd naar meerdere identieke databases voor extra systeemfouttolerantie. Als een van de kopieën uitvalt, kan de server de gebruiker nog steeds bedienen door een andere kopie te benaderen. De beste manier om databases te schalen is doorgaans een combinatie van sharding en replicatie. Netwerkupgrades Oude, zwakke netwerken zijn gevoelig voor uitval, aanvallen en vertragingen, wat uw bedrijf geld en tijd kost. Netwerkupgrades zijn een verstandige investering op de lange termijn die zorgt voor consistente prestaties, ongeacht het website- of applicatieverkeer. De meeste kleine websites of applicatieservers gebruiken het synchrone verwerkingsmodel. Dit betekent dat de gebruiker moet wachten op een reactie van de server en dat de server de eerste taak moet voltooien voordat hij verdergaat met de volgende. Dit kan leiden tot langere wachttijden voor andere servergebruikers. Websites of applicaties moeten vaak langdurige taken uitvoeren, waardoor synchrone verwerking geen optie is. Hier komt asynchrone verwerking van pas. Het stelt de server in staat om andere queryʼs te verwerken terwijl de langere taak wordt uitgevoerd.
Schalen en optimaliseren
Het schalen van websites en applicaties is complex, maar essentieel voor elk groeiend bedrijf. De beste manier om ervoor te zorgen dat uw systeem elk verkeer met consistente prestaties aankan, is door professionele hulp in te schakelen. Het team van Interactivated kan u helpen bij het kiezen van de beste schaalmethode en deze op de juiste manier implementeren. Neem vandaag nog contact op om uw bedrijf klaar te maken voor de groeiende verkeersbelasting.
