系统设计 0 到 1：垂直扩展：更大总是更好吗？（第2集）

Source: Dev.to

初始困境

在我们的上一集中，我们讨论了单台服务器最终会成为瓶颈。当请求堆积时，服务器的 CPU 和内存会开始“求救”。

最直观的解决方案是什么？让服务器更强大。这叫做垂直扩容（或 “向上扩容”）。

什么是垂直扩容？

垂直扩容就像给服务器打了一针类固醇。你不需要改变应用的工作方式，只需把它迁移到更强大的机器上。

本质上，你是通过添加以下资源来提升单节点的容量：

• 更多内存（RAM）：处理更多并发任务。
• 更快的 CPU：以闪电般的速度处理请求。
• 更多存储/IOPS：更快地读写数据。

开发者为何喜欢它（优势）

垂直扩容常常是早期创业公司和小项目的“首选”，原因有以下几点：

• 简洁性：无需改动任何代码。你的架构仍是单体系统，远比分布式系统易于管理。
• 数据一致性：所有操作都在同一台机器上进行，无需担心跨服务器的数据同步。
• 成本效益（初期）：对于小流量峰值，直接在云服务商那里点击“升级”往往比构建复杂的负载均衡系统更便宜。

隐患：为何它不是永久方案（劣势）

作为分布式计算助教，我见过很多学生以为可以一直“向上扩容”。但实际上有三大陷阱：

1. “硬件墙”

不管你有多少钱，物理上都有极限。你买不到拥有无限内存或 5,000 核 CPU 的服务器。最终，你会碰到现代硬件的上限。

2. 单点故障

如果只有一台“超级服务器”，一旦它因停电或 bug 而宕机，整个应用对 100% 的用户都会不可用。没有备份。

3. 显著的停机时间

升级服务器硬件通常需要重启。在要求 24/7 可用的环境下，即使是五分钟的停机也可能代价高昂。

结论

垂直扩容在早期阶段非常棒。它快速、简单，并且能保持低工程开销。但一旦碰到“硬件墙”，就只能转向“水平”扩容的方向。

接下来会讲什么？

如果垂直扩容遇到瓶颈，Netflix 这类巨头是如何支撑数百万用户的？明天我们将探讨另一种方案：水平扩容（向外扩容）。