Introducción
¿Por qué empresas como Google y Facebook utilizan Shared Nothing Architecture y en qué se diferencia de otros modelos?
Siga leyendo para saber qué es Shared Nothing, cómo se compara con otras arquitecturas y sus ventajas y desventajas.
¿Qué es la arquitectura Shared Nothing?
Shared Nothing Architecture (SNA) es una arquitectura informática distribuida que consta de varios nodos separados que no comparten recursos. Los nodos son independientes y autosuficientes ya que tienen su propio espacio en disco y memoria.
En tal sistema, el conjunto de datos/carga de trabajo se divide en conjuntos más pequeños (nodos) distribuidos en diferentes partes del sistema. Cada nodo tiene su propia memoria, almacenamiento e interfaces de entrada/salida independientes. Se comunica y sincroniza con otros nodos a través de una red de interconexión de alta velocidad. Dicha conexión garantiza baja latencia, alto ancho de banda y alta disponibilidad (con una interconexión de respaldo disponible en caso de que falle la principal).
Dado que los datos se dividen horizontalmente, el sistema admite un crecimiento incremental. Puede agregar nuevos nodos para escalar el sistema distribuido horizontalmente y aumentar la capacidad de transmisión.
Diagrama de arquitectura de nada compartido
La mejor manera de entender la arquitectura del modelo de nada compartido es verlo junto con otros tipos de arquitecturas.
A continuación, puede ver la diferencia entre los componentes compartidos y los no compartidos en diferentes modelos:Compartido todo , Almacenamiento compartido y No compartieron nada .
A diferencia de los demás, SNA no tiene recursos compartidos. Lo único que conecta los nodos es la capa de red, que administra el sistema y la comunicación entre los nodos.
Explicación de otros tipos de arquitectura compartida
El concepto de "nada compartido" fue introducido por primera vez por Michael Stonebraker en su trabajo de investigación de 1986, en el que contrastó la arquitectura de disco compartido y memoria compartida. Al comparar estas dos opciones, Stonebraker incluyó la posibilidad de crear un sistema en el que no se comparta ni la memoria ni el almacenamiento.
Al decidir si SNA es la solución para su caso de uso, es mejor compararlo con otros tipos de clústeres. Las opciones alternativas incluyen:
- Arquitectura de disco compartido
- Arquitectura de memoria compartida
- Arquitectura de Todo Compartido
Arquitectura de disco compartido
El disco compartido es una arquitectura informática distribuida en la que todos los nodos del sistema están vinculados al mismo dispositivo de disco pero tienen su propia memoria privada. Se puede acceder a los datos compartidos desde todos los nodos del clúster y, por lo general, representan un disco compartido (como una base de datos) o un sistema de archivos compartido (como una red de área de almacenamiento o almacenamiento conectado a la red). La arquitectura de disco compartido es mejor para los casos de uso en los que la partición de datos no es una opción. En comparación con SNA, es mucho menos escalable.
Arquitectura de memoria compartida
La memoria compartida es un modelo arquitectónico en el que los nodos del sistema utilizan un recurso de memoria compartida. Esta configuración ofrece simplicidad y equilibrio de carga, ya que incluye conexiones punto a punto entre los dispositivos y la memoria principal. La comunicación rápida y eficiente entre los procesadores es clave para garantizar una transmisión eficiente de datos y evitar la redundancia. Dicha comunicación se realiza a través de una red de interconexión y es gestionada por un único sistema operativo.
Arquitectura de todo compartido
En el lado opuesto del espectro, está la arquitectura de todo compartido. Este modelo arquitectónico consta de nodos que comparten todos los recursos dentro del sistema. Cada nodo tiene acceso a los mismos recursos informáticos y almacenamiento compartido. La idea principal detrás de este sistema es maximizar la utilización de los recursos. La desventaja es que los recursos compartidos también reducen el rendimiento debido a la contención.
Ventajas y desventajas de la arquitectura Shared Nothing
Cuando se compara con las diferentes arquitecturas compartidas mencionadas anteriormente, está claro que Shared Nothing Architecture tiene muchos beneficios. Eche un vistazo a algunas de las ventajas y desventajas de este modelo.
Ventajas
Hay muchas ventajas de SNA, las principales son la escalabilidad, la tolerancia a fallas y menos tiempo de inactividad.
Más fácil de escalar
No hay límite cuando se trata de escalar en el modelo de nada compartido. La escalabilidad ilimitada es una de las mejores características de este tipo de arquitectura. Dado que los nodos son independientes y no comparten recursos, escalar su aplicación no interrumpirá todo el sistema ni generará disputas de recursos.
Elimina los puntos únicos de falla
Si uno de los nodos de la aplicación falla, no afecta la funcionalidad de los demás, ya que cada nodo es autosuficiente. Aunque la falla de un nodo puede afectar el rendimiento, no interrumpe el comportamiento general de la aplicación como un todo.
Simplifica las actualizaciones y evita el tiempo de inactividad
No es necesario apagar el sistema mientras se trabaja o actualiza nodos individuales. Gracias a la redundancia, la actualización de un nodo a la vez no afecta la eficacia de los demás. Además, tener copias redundantes de datos en diferentes nodos evita el tiempo de inactividad inesperado causado por fallas en el disco o pérdida de datos.
Desventajas
Una vez que consideró los beneficios de SNA, eche un vistazo a un par de desventajas que pueden ayudarlo a decidir si es la mejor opción para usted.
Coste
Un nodo consiste en su procesador, memoria y disco individuales. Tener recursos dedicados esencialmente significa costos más altos cuando se trata de configurar el sistema. Además, la transmisión de datos que requieren la interacción del software es más costosa en comparación con las arquitecturas con memoria o espacio de disco compartido.
Disminución del rendimiento
La ampliación de su sistema puede eventualmente afectar el rendimiento general si la capa de comunicación cruzada no está configurada correctamente.