ভার্টিক্যাল ও হরাইজনটাল স্কেলিং

একটি ওয়েব অ্যাপ্লিকেশন যখন কোনো সার্ভারে রান করে, তখন সেটি মূলতঃ চারটি জিনিসের ওপর নির্ভর করে :

  1. সিপিইউ (CPU) বা প্রসেসিং পাওয়ার
  2. মেমোরি
  3. হার্ড ডিস্ক
  4. নেটওয়ার্ক

screen-shot-2016-11-04-at-12-22-51-pm

তো ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনে যখন ট্রাফিক বেড়ে যায়, মানে অনেক ব্যবহারকারী সেই ওয়েব অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করে, তখন এই চারটি জিনিসের ওপর লোড বাড়ে। কোন অংশে কেমন চাপ পড়বে, সেটি নির্ভর করে অ্যাপ্লিকেশনের ধরনের ওপর। ক্লাউড কম্পিউটিংয়ের যুগে আমরা যখন কোনো ওয়েব অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করি, তখন আমাদের প্রয়োজন অনুযায়ী একটি সার্ভার নিয়ে নিই। শুরুর দিকে যেহেতু ব্যবহারকারী খুবই কম থাকে, তাই সার্ভারের কনফিগারেশন কম নেওয়াটাই যুক্তিসঙ্গত (কারণ কনফিগারেশন ভালো হলে খরচও বেশি হবে)। আস্তে আস্তে যখন আমাদের ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনের ট্রাফিক বাড়বে, তখন আমরা দেখতে পাবো যে ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনটি যেই সার্ভারে চলছে, সেটির সিপিইউ অনেক বেশি ব্যবহার হচ্ছে, কিংবা মেমোরি প্রায় পূর্ণ হয়ে গিয়েছে, কিংবা ডিস্কের স্পেস প্রায় শেষ হয়ে আসছে, অথবা নেটওর্য়ার্কের ব্যান্ডউইডথ পূর্ণ ব্যবহার হয়ে যাচ্ছে। এই সমস্যাগুলোর যেকোনো একটি বা একাধিক সমস্যায় আমরা পরতে পারি। এখন এরকম সমস্যা হলে আমরা সার্ভারের কনফিগারেশন বাড়াতে পারবো, একে বলে স্কেল (scale) করা। মানে আরো প্রসেসিং ক্ষমতা, আরো বেশি মেমোরি, আরো বেশি ডিস্ক স্পেস, ব্যান্ডউইডথ এসব যুক্ত করা। ক্লাউড কম্পিউটিংয়ের কল্যাণে এই স্কেল করার কাজটি এখন বেশ সহজ ও ঝামেলামুক্ত। এই স্কেলিং মূলত দুই প্রকার –

  1. ভার্টিক্যাল স্কেলিং (Vertical Scaling)
  2. হরাইজনটাল স্কেলিং (Horizontal Scaling)

ভার্টিক্যাল শব্দের বাংলা অর্থ উল্লম্ব বা খাড়া। এখন আমরা একটি বিল্ডিংয়ের কথা চিন্তা করতে পারি। আমরা ১০০ তলা ফাউন্ডেশন দিয়ে একটি বিল্ডিং তৈরি করলাম, কিন্তু শুরুতে মাত্র দশ তলা তৈরি করা হলো। তারপরে আস্তে আস্তে যখন চাহিদা বাড়তে লাগল, তখন সেই বিল্ডিংকে আমরা আরো ওপরের দিকে বাড়াতে পারবো। এটিই হচ্ছে ভার্টিক্যাল স্কেলিং। সার্ভারে ভার্টিক্যাল স্কেলিংয়ের ক্ষেত্রে আমরা আরো উন্নত কনফিগারেশনের সার্ভার ব্যবহার করবো। আমরা যদি অ্যামাজন ওয়েব সার্ভিসের ইসি২ (ec2) ইনস্ট্যান্স টাইপের কথা বিবেচনা করি, সেখানে সর্বনিম্ন কনফিগারেশনের সার্ভার হচ্ছে টি২ ন্যানো (T2 nano) যেখানে মাত্র একটি ভার্চুয়াল সিপিইউ ও মাত্র ৫১২ মেগাবাইট মেমোরি রয়েছে। আবার x1.32xlarge টাইপের সার্ভারে ১২৮টি ভার্চুয়াল সিপিইউ, ১৯৫২ গিগাবাইট মেমোরি রয়েছে। https://aws.amazon.com/ec2/instance-types/ লিঙ্কে গেলে বিস্তারিত জানা যাবে এবং আমরা আমাদের প্রয়োজনমতো কনফিগারেশনের সার্ভার ব্যবহার করতে পারবো, যখন খুশি তখন! তো এই ধরনের স্কেলিংয়ের সুবিধা হচ্ছে, স্কেলিং করা খুব সহজ, অতিরিক্ত কোনো ডিজাইন বা কাজের তেমন প্রয়োজন পড়ে না। আর সীমাবদ্ধতা হচ্ছে সেই ১০০ তালা বিল্ডিংয়ের মতো। যেখানে আমরা স্কেল করতে পারবো ১০০ তলা পর্যন্ত।

আর হরাইজনটাল মানে আনুভূমিক (সহজ বাংলায় বললে সরলরৈখিক বা বরাবর)। ধরা যাক, আমার বিশাল জায়গা রয়েছে। সেখানে একটি দশ তলা বিল্ডিং তৈরি করলাম। এখন আমাকে আরো মানুষের জায়গা দিতে হবে। আমি তখন আরেকটি দশ তলা বিল্ডিং তৈরি করলাম। এভাবে চাহিদা যত বাড়তে থাকবে, আমি ততগুলো বিল্ডিং তৈরি করতে পারবো। অ্যামাজনের ওয়েব সার্ভিস (AWS) ব্যবহার করে এই কাজটি করা যায়। সেখানে আমি লোড ব্যালেন্সার (ELB -> Elastic Load Balancer) ব্যবহার করে বলে দিতে পারি যে সর্বনিম্ন কয়টি ও সর্বোচ্চ কয়টি ইনস্ট্যান্স (সার্ভার) চলবে, এবং তারপরে কিছু নিয়মকানুন বলে দিতে হবে। নিয়মকানুনগুলো এরকম হতে পারে যে, সিপিইউ লোড ৭০% এর চেয়ে বেশি হলে আরো একটি ইনস্ট্যান্স চালু হবে। কিংবা মেমোরি ৮০% এর চেয়ে বেশি হলে আরো একটি ইনস্ট্যান্স চালু হবে। একে বলে স্কেল আপ (scale up)। আবার সিপিইউ লোড ৪০% এর চেয়ে কম হলে এবং মেমোরির ব্যবহার ৫০% এর চেয়ে কম হলে একটি ইনস্ট্যান্স বা সার্ভার বন্ধ করে দেওয়া হবে। একে বলে স্কেল ডাউন (scale down)। এই রুলসগুলো সেট করে দিলে কাজগুলো স্বয়ংক্রিয়ভাবেই হবে। হরাইজনটাল স্কেলিংয়ের সুবিধা হচ্ছে এক্ষেত্রে অনেক বেশি লোড সামাল দেওয়া যায়, এবং যেহেতু স্কেল আপ ও ডাউনের সুবিধা আছে, তাই যখন লোড বেশি তখন বেশি ইনস্ট্যান্স ব্যবহৃত হবে, লোড কম থাকলে কম সংখ্যক ইনস্ট্যান্স ব্যবহৃত হবে। তাই খরচও কম পড়বে অনেক। আর অসুবিধা হচ্ছে এখানে কিছু কনফিগারেশনের ব্যাপার আছে আর আর্কিটেকচারও অন্যভাবে ডিজাইন করতে হবে। অর্থাৎ এক্ষেত্রে একটু লেখাপড়া, জ্ঞানার্জন ও অভিজ্ঞতার প্রয়োজন।

পাদটীকা :

  • ক্লাউডভিত্তিক ওয়েব আর্কিটেকচার সম্পর্কে আরো জানতে হলে গুগলে সার্চ করে বিভিন্ন ব্লগ ও আর্টিকেল পড়তে হবে, ভিডিও দেখতে হবে।
  • অ্যামাজন ছাড়া গুগল, আলিবাবা ও মাইক্রোসফটেরও ক্লাউড সার্ভিস রয়েছে।
  • ওয়েব সম্পর্কে বেসিক ধারণা পাকাপোক্ত করার জন্য রয়েছে দ্বিমিক কম্পিউটিংয়ের ফ্রি অনলাইন কোর্স – ওয়েব কনসেপ্টস্