Pendahuluan
Mengapa perusahaan seperti Google dan Facebook menggunakan Arsitektur Shared Nothing, dan apa perbedaannya dengan model lain?
Baca terus untuk mengetahui apa itu Shared Nothing, bagaimana perbandingannya dengan arsitektur lain, serta kelebihan dan kekurangannya.
Apa Itu Arsitektur Shared Nothing?
Shared Nothing Architecture (SNA) adalah arsitektur komputasi terdistribusi yang terdiri dari beberapa node terpisah yang tidak berbagi sumber daya. Node bersifat independen dan mandiri karena memiliki ruang disk dan memori sendiri.
Dalam sistem seperti itu, kumpulan data/beban kerja dibagi menjadi kumpulan (node) yang lebih kecil yang didistribusikan ke berbagai bagian sistem. Setiap node memiliki memori, penyimpanan, dan antarmuka input/output yang independen. Ini berkomunikasi dan menyinkronkan dengan node lain melalui jaringan interkoneksi berkecepatan tinggi. Sambungan seperti itu memastikan latensi rendah, bandwidth tinggi, serta ketersediaan tinggi (dengan interkoneksi cadangan tersedia jika sambungan utama gagal).
Karena data dipartisi secara horizontal, sistem mendukung pertumbuhan inkremental. Anda dapat menambahkan node baru untuk menskalakan sistem terdistribusi secara horizontal dan meningkatkan kapasitas transmisi.
Diagram Arsitektur Tidak Ada yang Dibagikan
Cara terbaik untuk memahami arsitektur model shared-nothing adalah dengan melihatnya berdampingan dengan jenis arsitektur lainnya.
Di bawah ini Anda melihat perbedaan dalam komponen bersama vs. tidak bersama dalam model yang berbeda - Semua yang Dibagikan , Penyimpanan Bersama , dan Tidak Ada yang Dibagikan .
Tidak seperti yang lain, SNA tidak memiliki sumber daya bersama. Satu-satunya hal yang menghubungkan node adalah lapisan jaringan, yang mengelola sistem dan komunikasi antar node.
Jenis Arsitektur Bersama Lainnya Dijelaskan
Konsep "tidak berbagi apa-apa" pertama kali diperkenalkan oleh Michael Stonebraker dalam makalah penelitiannya tahun 1986, di mana ia membandingkan arsitektur shared disk dan shared memory. Saat membandingkan dua opsi ini, Stonebraker menyertakan kemungkinan membuat sistem di mana baik memori maupun penyimpanan tidak digunakan bersama.
Saat memutuskan apakah SNA adalah solusi untuk kasus penggunaan Anda, yang terbaik adalah membandingkannya dengan tipe cluster lainnya. Opsi alternatif meliputi:
- Arsitektur Disk Bersama
- Arsitektur Memori Bersama
- Membagikan Segalanya Arsitektur
Arsitektur Disk Bersama
Disk bersama adalah arsitektur komputasi terdistribusi di mana semua node dalam sistem terhubung ke perangkat disk yang sama tetapi memiliki memori pribadi mereka sendiri. Data bersama dapat diakses dari semua node cluster dan biasanya mewakili disk bersama (seperti database) atau sistem file bersama (seperti jaringan area penyimpanan atau penyimpanan yang terhubung ke jaringan). Arsitektur disk bersama adalah yang terbaik untuk kasus penggunaan di mana partisi data bukanlah pilihan. Dibandingkan dengan SNA, skalanya jauh lebih kecil.
Arsitektur Memori Bersama
Memori bersama adalah model arsitektur di mana node dalam sistem menggunakan satu sumber daya memori bersama. Pengaturan ini menawarkan kesederhanaan dan penyeimbangan beban karena mencakup koneksi point-to-point antara perangkat dan memori utama. Komunikasi yang cepat dan efisien antar prosesor adalah kunci untuk memastikan transmisi data yang efisien dan untuk menghindari redundansi. Komunikasi tersebut dilakukan melalui jaringan interkoneksi dan dikelola oleh satu sistem operasi.
Arsitektur Berbagi Segalanya
Di sisi berlawanan dari spektrum, ada arsitektur segalanya bersama. Model arsitektur ini terdiri dari node yang berbagi semua sumber daya dalam sistem. Setiap node memiliki akses ke sumber daya komputasi yang sama dan penyimpanan bersama. Ide utama di balik sistem seperti itu adalah memaksimalkan pemanfaatan sumber daya. Kerugiannya adalah bahwa sumber daya bersama juga menyebabkan penurunan kinerja karena pertengkaran.
Keuntungan dan Kerugian Arsitektur Shared Nothing
Jika dibandingkan dengan arsitektur bersama yang berbeda yang disebutkan di atas, jelas Arsitektur Tidak Ada yang Dibagikan hadir dengan banyak manfaat. Lihatlah beberapa kelebihan dan kekurangan model seperti itu.
Keuntungan
Ada banyak keuntungan dari SNA, yang utama adalah skalabilitas, toleransi kesalahan, dan waktu henti yang lebih sedikit.
Lebih Mudah untuk Diukur
Tidak ada batasan dalam hal penskalaan dalam model shared-nothing. Skalabilitas tak terbatas adalah salah satu fitur terbaik dari jenis arsitektur ini. Karena node bersifat independen dan tidak berbagi sumber daya, meningkatkan skala aplikasi Anda tidak akan mengganggu seluruh sistem atau menyebabkan perselisihan sumber daya.
Menghilangkan Satu Poin Kegagalan
Jika salah satu node dalam aplikasi gagal, itu tidak mempengaruhi fungsionalitas yang lain karena setiap node mandiri. Meskipun kegagalan node dapat memengaruhi kinerja, hal itu tidak mengganggu keseluruhan perilaku aplikasi secara keseluruhan.
Menyederhanakan Peningkatan dan Mencegah Waktu Henti
Tidak perlu mematikan sistem saat mengerjakan atau memutakhirkan node individu. Berkat redundansi, memutakhirkan satu simpul pada satu waktu tidak memengaruhi keefektifan yang lain. Terlebih lagi, memiliki salinan data yang berlebihan pada node yang berbeda mencegah downtime yang tidak terduga yang disebabkan oleh kegagalan disk atau kehilangan data.
Kekurangan
Setelah Anda mempertimbangkan manfaat SNA, lihat beberapa kelemahan yang dapat membantu Anda memutuskan apakah itu pilihan terbaik untuk Anda.
Biaya
Sebuah node terdiri dari prosesor individu, memori, dan disk. Memiliki sumber daya khusus pada dasarnya berarti biaya yang lebih tinggi dalam hal menyiapkan sistem. Selain itu, transmisi data yang memerlukan interaksi perangkat lunak lebih mahal dibandingkan arsitektur dengan ruang disk dan/atau memori bersama.
Kinerja Menurun
Meningkatkan sistem Anda pada akhirnya dapat memengaruhi kinerja keseluruhan jika lapisan komunikasi silang tidak disiapkan dengan benar.