3、流式数据系统的扩展与数据交互模式

流式数据系统的扩展与数据交互模式

1. 服务扩展方式

在系统设计中，服务扩展是一个重要的话题。通常有两种常见的扩展方式：垂直扩展和水平扩展。

1.1 垂直扩展

垂直扩展是通过添加资源来增加现有硬件（物理或虚拟）或软件的容量。以餐厅为例，当顾客增多时，餐厅会增加桌子和椅子来容纳更多人，这就是垂直扩展。但餐厅的容纳量最终受限于其空间大小。在计算领域，给服务器添加更多内存、CPU 或硬盘等操作也属于垂直扩展，同样会受到系统最大容量的限制。

1.2 水平扩展

水平扩展则是从另一个角度解决问题，它不是继续给单个服务器添加资源，而是增加服务器的数量。以高速公路为例，原本两车道的公路每小时能处理 2000 辆车，随着周边建筑增多，车流量达到每小时 8000 辆，导致交通拥堵。为缓解这一问题，增加车道，实现了水平扩展，使公路能处理更多交通流量。而且，如果公路能根据交通需求动态扩展（增加车道）和收缩（减少车道），效率会更高。像机场安检处，旅客少时关闭部分安检通道，旅客增多时再打开，这就是一种动态调整。如果使用主要的云服务提供商（如 Google、AWS、Microsoft Azure），可以利用它们的自动扩展功能，即根据服务需求自动添加或移除服务器。

在现代系统设计中，我们的目标是实现水平扩展，但这并不意味着不使用垂直扩展。垂直扩展常被用于确定服务的理想资源配置，然后再进行水平扩展。

下面用表格总结两种扩展方式的特点：
| 扩展方式 | 实现方式 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 垂直扩展 | 添加现有硬件或软件的资源 | 实现