Prepare su aplicación para el futuro: consideraciones de escalabilidad para el éxito a largo plazo

Optimice los costos y el rendimiento escalando su aplicación para satisfacer las demandas cambiantes de los clientes.

Introducción

Ya sea que planee lanzar una nueva aplicación o prevea un crecimiento exponencial en su aplicación existente, ¡debe saber cómo escalar aplicaciones!

Imagine que su producto se convierte en el próximo gran avance, como Candy Crush Saga, Pokemon Go, Instagram o Snapchat, con millones de descargas cada minuto.

¿Con qué facilidad manejará su aplicación este aumento de carga? ¿Será un viaje fluido como el de Netflix, o se enfrentará a un viaje de usuario frustrante con bajo rendimiento o falta de confiabilidad de la aplicación?

La escalabilidad es la clave para el crecimiento empresarial sostenible. No es simplemente un tema para futuras deliberaciones cuando el éxito llegue: es la base que determina el destino de su aplicación.

Candy Crush Saga experimentó un aumento de 12 veces en sus ingresos en sólo un año. Pero lo que es más impresionante es que acomodaron este crecimiento con sólo un aumento de costos de seis veces, esbozando un aumento de casi 70 veces en los ingresos operativos.

¡Este es el poder que tiene la escalabilidad!

Este blog cubre todo, desde los detalles minuciosos del escalamiento de aplicaciones hasta los desafíos que puede anticipar al escalar su aplicación.

¿Qué es la escalabilidad de las aplicaciones?

La escalabilidad es la flexibilidad de una aplicación.

Es esencial adaptarse a los diferentes niveles de demanda. Su aplicación debe ofrecer un rendimiento de primera clase de manera constante, independientemente de la cantidad de usuarios, sin comprometer la velocidad, la funcionalidad o la confiabilidad.

Las aplicaciones de escalado pueden ser de dos tipos: escalabilidad horizontal y escalabilidad vertical.

Escalado vertical versus escalado horizontal

Escalabilidad horizontal: agregar nuevos recursos a su sistema.

Escalabilidad vertical: actualización de sus recursos existentes con más potencia.

Gigantes tecnológicos como Google, Facebook, Amazon y Zoom emplean el escalado horizontal. Si bien el escalado horizontal es costoso, complejo y requiere mantenimiento, garantiza menos tiempo de inactividad y una mayor flexibilidad. El software ERP como SAP ERP o Microsoft Dynamics puede beneficiarse del escalamiento vertical.

Métricas de escalabilidad

Las métricas de escalabilidad son métricas de rendimiento que se utilizan para medir la escalabilidad de su aplicación. Las métricas estándar incluyen tiempo de respuesta, rendimiento, utilización de recursos y tasa de error.

Analicemos estas métricas brevemente:

• Tiempo de respuesta: la cantidad de tiempo que tarda su aplicación en procesar una solicitud y responder.
• Rendimiento: la velocidad a la que su aplicación puede procesar solicitudes.
• Utilización de recursos: utilización de recursos como CPU, memoria y red.
• Disponibilidad de la aplicación: porcentaje de tiempo en el que su aplicación está operativa y accesible. Índice de escalabilidad: la relación entre el cambio en el rendimiento y el cambio en la carga.

¿Por qué es importante la escalabilidad?

Si quieres millones de usuarios satisfechos, ¡ampliar la aplicación es tu clave!

Desafortunadamente, varias empresas se vieron sorprendidas por problemas de escalabilidad de último momento.

Pokémon GO experimentó el calor de una escalabilidad deficiente cuando se convirtió en una sensación de la noche a la mañana. Los servidores del juego no podían soportar la sobrecarga, lo que provocaba frecuentes fallos y tiempos de inactividad. De manera similar, Twitter colapsó cuando millones de usuarios comenzaron a conversar en la aplicación.

Afortunadamente, algunas aplicaciones escribieron sus historias de éxito sobre la escalabilidad.

El mejor ejemplo de una aplicación escalable es Zoom. La base de usuarios de Zoom se disparó de 10 millones a 200 millones durante el cierre. Las oficinas estaban migrando a salas de reuniones virtuales y Zoom lo facilitó a la perfección con servicios sin interrupciones.

La capacidad de Zoom para escalar rápidamente lo llevó de 623 millones de dólares a 4,10 mil millones de dólares en sólo dos años.

Aquí hay tres razones por las que la escalabilidad es importante para su aplicación:

1. Satisfacer la demanda del usuario La escalabilidad le permite crear e integrar funciones nuevas e interesantes en su aplicación. Hace que su aplicación reaccione rápidamente, se adapte a los requisitos cambiantes de los usuarios y atraiga a más usuarios sin comprometer el rendimiento. Mira Netflix. La aplicación se adapta fácilmente a su creciente base de usuarios, lanza nuevas funciones con frecuencia y ofrece una experiencia de usuario impecable.

   
   

2. Rentabilidad Escalabilidad significa adaptarse al crecimiento sin aumentar sus recursos de infraestructura. El escalado automático permite que las aplicaciones crezcan cuando aumenta la carga, y los recursos se pueden reducir una vez que el tráfico disminuye sin un cambio sustancial en el costo. El Black Friday Rush es un excelente ejemplo de cómo el escalado automático ayuda a los sitios de comercio electrónico.

   
   

3. Ventaja competitiva Las aplicaciones escalables permiten a organizaciones de todos los tamaños adaptarse rápidamente a la dinámica cambiante del mercado. Ya sea que sea una empresa nueva o una empresa heredada, la escalabilidad le permite satisfacer las necesidades cambiantes de los clientes, ganando así su lealtad y confianza.

   Ahora que sabe por qué es tan importante escalar aplicaciones, comprendamos cómo crear aplicaciones escalables.

¿Cómo se crean aplicaciones escalables?

Cualquier aplicación, por grande o pequeña que sea, debe diseñarse y desarrollarse teniendo en cuenta la escalabilidad.

Aquí hay 8 consejos para crear aplicaciones escalables:

1. Evalúe las necesidades de escalabilidad de su aplicación

No todas las aplicaciones están diseñadas para escalar.

Aunque se recomienda tener en cuenta la escalabilidad al diseñar una aplicación, es necesario saber que no todas las aplicaciones requieren esta característica.

Por ejemplo, el uso de un calendario, una calculadora o notas en el teléfono no requiere un plan de escalabilidad firme.

Por lo tanto, lo primero y más importante es determinar si su aplicación requiere escalabilidad.

Algunas áreas a considerar incluyen el crecimiento esperado de usuarios, las ocasiones de uso máximo y los tiempos de inactividad. Comprender mejor sus necesidades le permitirá tomar decisiones informadas.

2. Diseño para escalabilidad desde el principio

¡La escalabilidad no es una idea de último momento!

No lo pones sobre la mesa cuando el tráfico explota y tu aplicación se vuelve loca. ¡Eso significaría un tiempo de inactividad colosal y muchos usuarios decepcionados!

Durante las primeras fases de planificación de su aplicación, debe tener claros sus requisitos de escalabilidad. Elegirá su arquitectura, infraestructura y tecnología en función de estos requisitos.

3. Utilice una arquitectura escalable

Una arquitectura escalable constituye la base de las aplicaciones escalables.

Por ejemplo, elegir una arquitectura que admita un acoplamiento flexible le permite modificar o lanzar nuevas funciones rápidamente. La modularidad de su arquitectura aísla diferentes componentes, lo que le permite escalar cada componente de forma independiente.

Los patrones arquitectónicos probados, como los microservicios, la contenedorización, la informática sin servidor o la arquitectura basada en eventos, pueden facilitar el escalado fluido de las aplicaciones. Una encuesta realizada por Camunda reveló que alrededor del 63% de las organizaciones adoptan una arquitectura de microservicios.

La arquitectura de microservicios crea un entorno descentralizado que permite a los equipos de desarrollo aislar, reconstruir, reimplementar y gestionar servicios de forma independiente.

4. Aproveche los servicios en la nube

¡Ampliar su aplicación se ha vuelto más fácil que nunca con la computación en la nube!

Netflix inició el concepto de escalabilidad con la ayuda de la estrategia de plataforma en la nube de AWS. Con AWS, tiene acceso ilimitado a los recursos; Las aplicaciones pueden aumentar o disminuir sus recursos cuando sea necesario.

Por ejemplo, si existe una mayor demanda de uso de aplicaciones, AWS puede escalar automáticamente los recursos necesarios para satisfacer la demanda. Esta escalabilidad dinámica garantiza un rendimiento impecable de la aplicación incluso en picos de tráfico.

5. Utilice estrategias de almacenamiento en caché eficientes

El almacenamiento en caché mejora la velocidad de su aplicación y la experiencia del usuario.

El almacenamiento en caché es una técnica que permite a los usuarios acceder a la información rápidamente. Elimina la carga de sus servidores al colocar información relevante en la memoria, lo que resulta en una latencia reducida y una velocidad y rendimiento mejorados.

Los servidores de caché como Redis o Memcached mantienen en la memoria los datos a los que se accede con frecuencia. Hay varios tipos de almacenamiento en caché, incluidos páginas, objetos y bases de datos. Se puede elegir una estrategia de almacenamiento en caché adecuada según las necesidades de escalabilidad de la aplicación.

6. Elija la optimización de base de datos adecuada

La escalabilidad de la base de datos es el corazón de una aplicación.

Pero ¿qué significa que las bases de datos sean escalables?

Las bases de datos escalables se refieren a sistemas que pueden manejar de manera eficiente un mayor volumen de datos, tráfico de usuarios y demandas de procesamiento al expandir los recursos o distribuir la carga de trabajo entre múltiples servidores sin sacrificar el rendimiento o la confiabilidad.

La escalabilidad de la base de datos se refiere a la capacidad de la base de datos de una aplicación para expandirse de manera controlada para que pueda manejar con éxito una mayor cantidad de usuarios o transacciones. La normalización, la indexación, la partición y el almacenamiento en caché son algunas estrategias que se pueden utilizar para mejorar las operaciones de la base de datos.

7. Métricas de escalabilidad del mapa

Las métricas de escalabilidad son indicadores que le ayudan a evaluar la eficacia de su aplicación.

Las métricas clave incluyen tiempo de respuesta, rendimiento, uso de recursos, tolerancia a fallas y escalabilidades horizontales y verticales. Con estas métricas, usted determina la línea base de rendimiento y las áreas que pueden requerir mejoras una vez que la aplicación haya crecido.

Al adoptar esta estrategia proactiva, puede mantener el máximo rendimiento, evitar la congestión y administrar los gastos de manera eficiente, mejorando la satisfacción del usuario y facilitando la expansión de su aplicación.

8. Monitorear y optimizar continuamente

Lograr el máximo rendimiento es más que establecer una infraestructura de TI sólida. Necesita atención constante, pruebas continuas de escalabilidad y gestión.

Puede confiar en herramientas de seguimiento avanzadas como AppDynamics, Scout o Dynatrace para monitorear la escalabilidad de manera efectiva. Estas aplicaciones le ayudan a realizar un seguimiento de métricas críticas como CPU, uso de memoria y ancho de banda de la red.

Problemas con la escalabilidad de las aplicaciones

En la era actual de rápida evolución, incluso los gigantes enfrentan desafíos para crecer. Ya sea que Twitter se enfrente a una interrupción o que Netflix se caiga durante tres días seguidos, la escalabilidad siempre ha sido una preocupación para los gigantes tecnológicos.

Entonces, tomando nota de la historia, aquí hay algunos problemas de escalabilidad que debes tener en cuenta:

1. Cuellos de botella

Los cuellos de botella son situaciones en las que el rendimiento o el flujo de datos de su aplicación están restringidos. Es como si el tráfico se restringiera cuando los vehículos pasan de una carretera más grande a una carretera estrecha.

¡Los cuellos de botella obstaculizan el funcionamiento óptimo de su aplicación!

Los cuellos de botella pueden surgir de diversas fuentes al escalar aplicaciones. Pueden deberse a restricciones relacionadas con limitaciones de hardware, algoritmos y estructuras de datos ineficientes, rendimiento deficiente de la base de datos o problemas de red.

Un aprovisionamiento inadecuado de recursos o un equilibrio de carga deficiente también pueden provocar cuellos de botella en el rendimiento.

2. Contención de recursos

La contención de recursos afecta el rendimiento de su aplicación.

La contención de recursos ocurre cuando está involucrada una infraestructura inadecuada o una escasez de recursos. En tales situaciones, múltiples procesos compiten por los recursos.

Aprovechar los servicios en la nube es una de las mejores formas de superar la contención de recursos. Muchas aplicaciones exitosas dependen de la escalabilidad de AWS para asignar y administrar recursos.

3. Arquitectura monolítica

La infraestructura monolítica es difícil de escalar.

En una infraestructura monolítica, todos los componentes están estrechamente acoplados, lo que dificulta aislar y escalar componentes individuales. Esto impide la identificación de cuellos de botella en la incorporación de nuevas funciones y da como resultado tiempos de respuesta lentos.

Pasar a microservicios o contenedoresización es una opción inteligente para la escalabilidad.

4. Sobreaprovisionamiento

Aprovisionar en exceso significa construir más allá de lo necesario.

Por ejemplo, si su aplicación tiene actualmente 10 usuarios activos pero está invirtiendo en infraestructura para admitir 10 millones de usuarios, esto se denomina sobreaprovisionamiento.

El sobreaprovisionamiento es una apuesta segura en un mundo donde cuanto más grande, mejor. Sin embargo, asignar recursos excesivos (servidores, almacenamiento o ancho de banda de red) puede provocar un desperdicio de recursos y un aumento de costos.

Esto da como resultado recursos subutilizados e ineficiencias. Aprovechar herramientas modernas como el análisis predictivo para anticipar su carga puede ayudar a eliminar el aprovisionamiento excesivo.

5. Algoritmos ineficientes

Los algoritmos son el cerebro de su aplicación.

Un algoritmo bien estructurado produce un programa simple, correcto, rápido y fácil de mantener. Un algoritmo ineficaz disminuye la eficiencia del sistema, falla en una aplicación y afecta su capacidad de expansión.

Analice el algoritmo de su aplicación para determinar la velocidad, el uso de la memoria y otros factores de calidad para garantizar un rendimiento óptimo. Utilice herramientas de creación de perfiles para comprender la utilización de recursos de su código, realizar revisiones de código y pruebas en tiempo real para evaluar su algoritmo.

Conclusión

La escalabilidad es la clave para crear aplicaciones que resistan el paso del tiempo.

La trayectoria de plataformas populares como Friendster, Myspace u Orkut resalta la importancia de la escalabilidad de las aplicaciones móviles para mantener la satisfacción y relevancia del usuario a lo largo del tiempo.

En los tiempos dinámicos de hoy, una aplicación exitosa debería poder escalar de 100 usuarios a 10 millones de usuarios. Sin embargo, no basta con reconocer la importancia de la escalabilidad; se trata de utilizar la estrategia correcta desde el principio.

Ser escalable no significa tener una infraestructura masiva a tu disposición. Significa elegir la arquitectura y la tecnología adecuadas, aprovechar la computación en la nube, optimizar las bases de datos, utilizar estrategias de almacenamiento en caché y evaluar métricas de escalabilidad.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué significa que las bases de datos sean escalables?

La escalabilidad se refiere a la capacidad de la base de datos para hacer frente a un aumento en la escala de los datos, las transacciones o los usuarios. Esto significa que a medida que aumentan las demandas sobre la base de datos, ésta puede crecer (puede aumentar la capacidad de un único servidor) o expandirse (puede distribuir la carga de trabajo entre varios servidores) sin afectar la compatibilidad, la calidad o la disponibilidad.

2. ¿Cómo se estima la escalabilidad en el desarrollo de aplicaciones móviles?

Estimar la escalabilidad en el desarrollo de aplicaciones móviles implica evaluar varios factores:

• Métricas de rendimiento: monitorear las métricas de rendimiento de la aplicación actual, como el tiempo de respuesta, el tiempo de carga y la respuesta del servidor bajo cargas variables.

• Pruebas de estrés: realizar pruebas de estrés para ver cómo funciona la aplicación en condiciones extremas e identificar cuellos de botella.

• Utilización de recursos: analizar cómo la aplicación utiliza la CPU, la memoria y los recursos de red bajo diferentes cargas.

• Revisión de la arquitectura: garantizar que la arquitectura de la aplicación sea modular y pueda manejar cargas mayores agregando más recursos o instancias.

• Carga de la base de datos: estimar cómo escalan las consultas de la base de datos con más usuarios y datos y planificar soluciones de escalado de la base de datos como fragmentación, indexación y réplicas de lectura.

  
  

3. ¿A qué se refiere la escalabilidad de un método de minería de datos?

Es la capacidad de manejar cantidades crecientes de datos de manera eficiente. Esto incluye la capacidad del método para procesar grandes conjuntos de datos sin una degradación significativa del rendimiento, gestionar datos más complejos y diversos a medida que crecen y utilizar recursos computacionales de forma eficaz, incluidos CPU, memoria y almacenamiento.

4. ¿Qué significa escalabilidad en los negocios?

En un contexto empresarial, la escalabilidad se refiere a la capacidad de una empresa para crecer y gestionar el aumento de la demanda sin comprometer el rendimiento ni perder ingresos. Esto implica mantener o mejorar la eficiencia operativa a medida que la empresa se expande, gestionar eficazmente mayores recursos como personal, inventario y capital, y tener la capacidad de ingresar con éxito a nuevos mercados y regiones.

5. ¿Cómo afecta el uso de la computación en la nube a la escalabilidad de un almacén de datos?

La computación en la nube aumenta la eficiencia de los almacenes de datos en términos de escalabilidad. En lugar de invertir en nuevos recursos de hardware, un almacén de datos puede ampliarse o reducirse rápidamente según la demanda actual. Las plataformas en la nube garantizan que los almacenes de datos puedan procesar grandes volúmenes de datos utilizando técnicas informáticas distribuidas en múltiples nodos.

6. ¿Qué es la escalabilidad en la computación en la nube?

La escalabilidad de la computación en la nube es la capacidad de soportar la creciente necesidad de recursos basados en la carga de trabajo de una aplicación. Esto se refiere a la elasticidad, donde los recursos se ajustan automáticamente según la demanda. El escalado horizontal aumenta la cantidad de instancias de servicio, mientras que el escalado vertical aumenta la capacidad de una instancia.