Vertical Scaling 和 Horizontal Scaling 介紹

什麼是 Vertical Scaling 和 Horizontal Scaling？ #

想像一下，假設現在你正在經營一間新創公司，一開始的流量很小，所以就只要到 AWS 或是 GCP 上面，隨便租用一台 VM（虛擬機）當作你的 Server，就可以直接應付這些使用者的流量了。

但是，當你的業務慢慢擴張時，這時候當初租用的那台 Server 已經不夠用了，那麼這時候，你該怎麼辦？所以為了讓 Server 能夠應付更高的流量，這時候就是 Vertical Scaling 和 Horizontal Scaling 出場的時候了！

什麼是 Vertical Scaling（垂直擴展）？ #

所謂的 Vertical Scaling（垂直擴展），就是表示「直接在該 VM 上加一堆 cpu 和 ram，讓這台 VM 變成一台超級強大的 VM」，讓他能夠對付更高的流量。

所以在 Vertical Scaling 中，你就只會有一台 VM，只是你把這台 VM 從一台小型的「2 核 cpu、4 GM ram」Server，變成是一台「64 核 cpu、128 GB ram」的超級電腦而已。

另外英文口語中的「Scale Up」，就是表示 Vertical Scaling（垂直擴展）的意思。

什麼是 Horizontal Scaling（水平擴展）？ #

而所謂的 Horizontal Scaling（水平擴展），則是表示「多新增幾台小型的 VM 出來，大家人多勢眾，一起對付更高的流量」。

所以在 Horizontal Scaling 中，你就會從「只有一台小型的 VM」，變成是「擁有很多台小型的 VM」，所以你就可以聯合這些小型的 VM 們，一起去對付更高的流量。

注意在 Horizontal Scaling 中，你所擁有的一定是「很多台小型的 VM」，而不是「很多台超級電腦」，因為 Horizontal Scaling 的定義就是水平擴展，即是聯合許多小型的 VM，一起去克服龐大的流量。所以假設今天其中一台 VM 倒下了、或是流量又撐不住了，那麼就趕快再招一個小型的 VM 來加入戰場，而不是為戰場中的 VM 們升級裝備（添加 cpu、ram），這個是在了解 Horizontal Scaling 的定義時，一定要特別注意的一點。

另外在英文口語中的「Scale Out」，則是表示 Horizontal Scaling（水平擴展）的意思。

小結 #

所以到這邊先小結一下的話，Vertical Scaling 是「為一個 VM 不斷增強他的添加 cpu、ram，將他變成一台超級電腦，以應付更高的流量」，而 Horizontal Scaling 則是「添加許多小型的 VM，一起聯合起來對付更高的流量」，而他們兩種方式所要解決的問題，就都是 克服更高流量的問題。

而在了解了 Vertical Scaling 和 Horizontal Scaling 的概念之後，接下來我們就可以來比較一下這兩種方式的優缺點，以及在什麼樣的情境下，更適合選擇哪一種 Scaling 機制了。

Vertical Scaling（垂直擴展）的優缺點、以及適用的情境 #

Vertical Scaling 的優缺點 #

因為 Vertical Scaling 的方式，就是不斷為一台 VM 中添加 cpu、ram，將他變成一台超級電腦，來應對更高的流量，所以在 Vertical Scaling 的世界中，就只會有一台 VM 來處理請求，因此他的優點，就是維護和升級非常容易，所以我們只要管好這一台 VM 就好，不需要處理多台 VM 所帶來的分散式系統（Distributed System）的問題。

不過 Vertical Scaling 的缺點，就是他的擴展是有限的，因為就算不斷的為一台 VM 添加 cpu、ram，在物理上總是有極限的，不可能真的無限擴展下去，所以 Vertical Scaling 的缺點，就是他的擴展是有限的，到一定程度之後一定得改成 Horizontal Scaling 擴展方式。

Vertical Scaling 的適用情境 #

其實在業務擴張的初期，Vertical Scaling 是非常好用的選擇，因為我們只要無腦的為那一台 VM 不斷的添加 cpu 和 ram 就好（錢給到位，什麼都給你加），不需要額外處理多台 VM 所帶來的分散式系統的問題。所以在業務擴張的初期，只要啟動資金足夠，Vertical Scaling 會是一個滿不錯的選擇。

不過當業務漸漸擴展時，這時候用 Vertical Scaling 的效益就不太好、而且可能也無法應付大量的使用者流量，所以這時候就會需要一次大型的重建，將程式改為分散式系統，後續改為使用 Horizontal Scaling 來擴展。

所以如果是去很早期的新創、或是自己做 Side Project 的話，就可以考慮先用 Vertical Scaling 來撐住，至少讓公司先活下去這樣，但是後續如果想要長期發展、或是想要進大公司的話，那就一定要了解 Horizontal Scaling 和分散式系統的概念，因為大公司的流量通常都不是一台 VM 可以抵擋得住的。

Horizontal Scaling（水平擴展）的優缺點、以及適用的情境 #

Horizontal Scaling 的優缺點 #

因為 Horizontal Scaling 的方式，是聯合一群小型的 VM 們，一起應對更高的流量，所以 Horizontal Scaling 的優點，就是擴展沒有極限，只要流量變大，那我就多添加一台小型的 VM 到群組裡，增加更多的戰力來應對更高的流量。

不過 Horizontal Scaling 的缺點，就是他在維護上會比較麻煩，因為有了多台 VM 的概念，所以就必須要建立一個分散式系統（Distributed System），並且處理分散式系統所會帶來的相關問題。

所以 Horizontal Scaling，他就是屬於前期需要投入許多的成本，去架設分散式系統、並且處理分散式系統所帶來的問題，但是一但建立起來之後，後期可以無限制擴張的一種擴展方式（用遊戲的術語來描述的話，他就是一個前期發育緩慢、但是大後期很強的角色）。

Horizontal Scaling 的適用情境 #

因為要使用 Horizontal Scaling 的話，首先就需要建立分散式系統，所以確實會對開發帶來一定的成本，但是如果只要後續業務有成長的話，後期通常都會轉成 Horizontal Scaling。

所以如果在開發時有餘裕的話，建議一開始在設計系統時，最好就直接朝「分散式系統」來設計，這樣子就可以直接套用 Horizontal Scaling 的好處，並且也省去了由 Vertical Scaling 轉成 Horizontal Scaling 的陣痛期。

不過當然啦，如果你的情況是創業初期已經快活不下去、或是只是自己做 Side Project 的話，那麼就不用直上 Horizontal Scaling，回頭使用 Vertical Scaling 可能會是更好的選擇。

Vertical Scaling 和 Horizontal Scaling 總結 #

所以總結上面的介紹的話，Vertical Scaling 就是「為一個 VM 不斷增強他的添加 cpu、ram，將他變成一台超級電腦，以應付更高的流量」，而 Horizontal Scaling 則是「添加許多小型的 VM，一起聯合起來對付更高的流量」，而他們兩種方式所要解決的問題，就都是為了 克服更高流量的問題。

下表也將上述所提到的用途、以及優缺點統整在一起，提供給大家參考：

不過有一點也是要再提醒大家，就是 Scaling 只是一個選擇，重點是你是否能在有限的時間、金錢、以及開發階段中，為你的團隊選擇當下最好的作法，並且盡量不要留下技術債給後人🥹。

結語 #

這篇文章我們有去介紹了什麼是 Vertical Scaling 和 Horizontal Scaling，並且也有去探討他們之間的優缺點、以及適用的情境，希望可以透過這篇文章，讓大家對於 Scaling 的機制有更多的了解。

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