Em uma era cada vez mais digital e conectada, a escalabilidade de software se tornou um fator-chave para o sucesso de projetos e negócios de TI.
De acordo com o Finances Online, apenas 36% das empresas tradicionais alocam dinheiro para software. E para completar, pesquisas mostram que, em 2023, uma empresa média usa até 130 soluções SaaS – e elas geralmente estão interconectadas.
Um exemplo prático é a escalabilidade do Uber, que possibilita lidar com um número crescente de usuários, motoristas e corridas, operando globalmente em centenas de cidades. Fundado em 2009 por Garrett Camp e Travis Kalanick, o Uber surgiu da necessidade de facilitar a solicitação de transporte por meio de um aplicativo.
Isso é possível graças à sua infraestrutura tecnológica baseada em nuvem, bancos de dados distribuídos e algoritmos de roteamento avançados, que permitem o gerenciamento de milhões de corridas em tempo real.
Inicialmente, o Uber oferecia apenas caronas pagas no UberX, mas para atender a demanda dos usuários, surgiram novos serviços como, Uber for Business, Uber Moto, Uber Flash, Uber Reserve, Uber Pet, entre outras funcionalidades.
Neste artigo, vamos explorar mais a fundo o conceito de escalabilidade de software, sua importância, os benefícios que oferece e como tornar um software escalável. Confira!
Neste artigo você vai ver:
O que é escalabilidade de software?
A escalabilidade de software é a capacidade de um sistema crescer e suportar uma maior carga de trabalho sem comprometer a performance, a disponibilidade e a qualidade do serviço.
Ela é fundamental para que o software consiga se adaptar ao aumento de usuários ou volume de dados, seja por uso externo (clientes) ou interno (projetos simultâneos, integrações). Quando um software é planejado, ele deve ser projetado para crescer facilmente, com estratégias que permitam essa expansão.
Tipos de escalabilidade de software
A escalabilidade de software pode ser alcançada tanto verticalmente, aumentando a capacidade de processamento e recursos em um único servidor, quanto horizontalmente, distribuindo a carga em vários servidores.
Escalabilidade vertical
Refere-se ao aumento da capacidade de um único servidor, como adicionar mais potência ou memória a um servidor existente.
Isso pode ser feito por meio de melhorias no hardware, como a adição de mais memória RAM, processadores mais rápidos ou discos rígidos de maior capacidade.
A escalabilidade vertical é geralmente recomendada para aplicações pequenas e médias, onde a complexidade e o tráfego são menores. É mais simples de configurar, mas pode ser menos flexível para sistemas em grande escala.
Em determinado momento, o hardware atinge seu limite máximo de capacidade, tornando impossível aumentar significativamente seu desempenho. Isso pode levar a um gargalo, onde o sistema não consegue escalar além dos recursos disponíveis em um único servidor.
Escalabilidade horizontal
Já a escalabilidade horizontal envolve a distribuição da carga de trabalho entre múltiplos servidores, permitindo que o sistema continue funcionando mesmo que uma parte dele falhe.
A vantagem da escalabilidade horizontal é que, se um servidor falhar, as outras partes do sistema permanecem operacionais, ao contrário da escalabilidade vertical, onde uma falha pode afetar todo o sistema. Geralmente é alcançada por meio de técnicas como a divisão da carga de trabalho, o balanceamento de carga e a replicação de servidores.
Essa escalabilidade é particularmente adequada para sistemas de larga escala, em soluções robustas de e-commerce, como Amazon, Mercado Livre e Magalu. Ela permite maior resiliência e continuidade do serviço, mas pode exigir mais trabalho para configuração e manutenção.
É importante ressaltar que a escalabilidade vertical e a escalabilidade horizontal não são mutuamente exclusivas e podem ser combinadas em uma abordagem de escalabilidade mista.
Muitas vezes, os sistemas utilizam uma combinação de ambas, aproveitando a escalabilidade vertical para aumentar os recursos em cada nó e a escalabilidade horizontal para adicionar mais nós conforme necessário.
Qual a importância da escalabilidade de software?
A escalabilidade de software é importante em projetos e negócios de TI que buscam crescer e expandir suas operações. Um software escalável oferece diversas vantagens, tais como:
Atender ao aumento da demanda
A escalabilidade permite que um software se adapte ao aumento de demanda, seja por mais usuários, maior volume de dados ou mais transações, sem comprometer suas operações.
Capacidade de ser flexível e adaptável
Sistemas escaláveis são mais adaptáveis às mudanças do mercado e às necessidades em constante evolução. Se novos recursos ou funcionalidades forem adicionados, o sistema pode se expandir para acomodá-los sem grandes reestruturações.
Reduzir de custos
Um software escalável permite uma melhor utilização dos recursos disponíveis. Ele pode distribuir a carga de trabalho de forma eficiente entre os servidores ou nós do sistema, evitando gargalos e aproveitando ao máximo a capacidade de processamento, memória e armazenamento.
Assim, otimiza recursos e infraestrutura, permitindo que a empresa economize em investimentos desnecessários.
Oferecer melhoria na experiência dos usuários
Com um software escalável, os usuários desfrutam de um desempenho consistente, mesmo em períodos de alta demanda. Isso resulta em uma experiência positiva, fidelizando os clientes e atraindo novos usuários.
Imagine um aplicativo de banco digital que enfrentava reclamações recorrentes de lentidão no processo de login durante o horário comercial, quando o número de acessos simultâneos era muito alto.
Para resolver esse problema, o banco implementou autenticação biométrica, como impressão digital e reconhecimento facial, métodos que são mais rápidos e convenientes do que a digitação de senhas.
Além disso, otimizações no back-end foram realizadas para suportar um maior volume de logins simultâneos, assegurando que o desempenho do aplicativo se mantivesse consistente, mesmo nos dias e horários de maior demanda.
Como resultado, a experiência do usuário tornou-se mais ágil e segura, reduzindo frustrações e evitando que os clientes abandonassem o aplicativo devido a dificuldades no acesso.
Resiliência e continuidade
A escalabilidade pode melhorar a resiliência do sistema, distribuindo a carga e evitando pontos únicos de falha. Isso contribui para a continuidade dos serviços, mesmo em situações de alta demanda ou falhas de hardware.
Como construir um software escalável?
Para implantar um software escalável é necessário que a empresa faça alguns processos.
Análise detalhada dos requisitos
- Volume de usuários: determine o número esperado de usuários, tanto no lançamento quanto no crescimento a longo prazo. Considere picos de carga e a taxa de crescimento para prever as necessidades de escalabilidade.
- Volume de dados: avalie a quantidade de dados que o sistema precisará gerenciar, tanto em termos de armazenamento quanto de processamento (dados de usuários, transações e logs).
- Desempenho e latência: estabeleça expectativas para o desempenho do sistema, como o tempo de resposta desejado para consultas e operações.
Escolha da arquitetura
- Arquitetura monolítica: simples de implementar, mas pode ser difícil de escalar e manter à medida que o sistema cresce. Ideal para projetos menores ou fases iniciais.
- Arquitetura de microsserviços: divide o sistema em serviços menores e independentes que podem ser escalados individualmente. Facilita a manutenção e o desenvolvimento contínuo, além de permitir uma escalabilidade mais granular.
- Arquitetura serverless: utiliza serviços em nuvem que automaticamente escalam conforme necessário. Reduz a necessidade de gerenciamento de infraestrutura, mas pode ter limitações dependendo do caso de uso.
Definição das tecnologias envolvidas
- Tipo de banco de dados: escolha entre bancos de dados relacionais (SQL) e não relacionais (NoSQL), dependendo das necessidades de consistência, estrutura dos dados e volume. SQL é ótimo para dados estruturados e transações complexas, enquanto NoSQL é melhor para dados não estruturados e grandes volumes.
- Tecnologias de Back-end e Front-end: selecione frameworks e linguagens que suportem escalabilidade. Tecnologias como Node.js, Java Spring, e Django são populares, mas a escolha depende das necessidades específicas do projeto.
- Infraestrutura de nuvem e contêineres: considere usar serviços em nuvem como AWS, Azure ou Google Cloud e tecnologias de contêineres como Docker e Kubernetes.
Configuração de balanceamento de carga
- Balanceadores de carga: distribuir as solicitações entre diferentes servidores. Isso evita sobrecarga em um único ponto e melhora a disponibilidade e desempenho.
- Estratégias de balanceamento: pode-se usar métodos como Round Robin ou Least Connections para distribuir o tráfego.
Testes automatizados
- Testes de carga e stress: realize testes para simular o tráfego e a carga esperados. Ajuda a identificar pontos e testar a capacidade do sistema de lidar com picos de demanda.
- Testes de performance: verifique o tempo de resposta e a eficiência do sistema sob diferentes condições de carga, assim, o sistema pode manter um desempenho aceitável conforme a demanda aumenta.
Monitoramento
- Monitoramento contínuo: implemente ferramentas para monitorar o desempenho, a utilização de recursos e a integridade do sistema em tempo real. Ferramentas como Grafana e ELK Stack são úteis para isso.
- Alertas e logs: configure alertas para notificar a equipe sobre problemas potenciais e registre logs detalhados para análise e solução de problemas.
Segurança
- Segurança da Infraestrutura: garanta que a infraestrutura esteja protegida contra ataques, com firewalls, VPNs e práticas de segurança recomendadas.
- Segurança dos dados: proteja os dados em trânsito e em repouso com criptografia. Aplique controles de acesso rigorosos e políticas de segurança para proteger a integridade e a confidencialidade dos dados.
- Segurança das aplicações: implemente práticas de codificação segura e faça testes de segurança regulares, como análises de vulnerabilidades.
Problemas comuns com sistemas não escalonáveis
Um estudo conduzido pela McKinsey descobriu que a falta de soluções de software escaláveis pode custar às empresas entre 8% e 28% em perdas de receita.
Sistemas não escalonáveis ainda podem gerar outros problemas para projetos e negócios de TI.
Performance comprometida
Um software não escalável pode apresentar lentidão, instabilidade e riscos de falhas quando submetido a um aumento repentino de demanda, o que pode levar à insatisfação dos usuários.
Dificuldade de expansão
A falta de escalabilidade de software dificulta o crescimento e a expansão do negócio, uma vez que o software não é capaz de lidar com um aumento na base de clientes ou na complexidade dos processos.
Aumento dos custos operacionais
Sistemas não escaláveis demandam recursos adicionais para a manutenção da infraestrutura e para a correção de problemas decorrentes da falta de escalabilidade.
Todos os produtos de software são escaláveis?
Embora a escalabilidade seja um aspecto desejável em qualquer software, nem todos os produtos são naturalmente escaláveis.
Alguns sistemas legados ou projetos desenvolvidos de forma monolítica, com uma arquitetura rígida e sem considerar a escalabilidade futura, podem encontrar limitações ao lidar com um grande aumento no número de usuários ou uma carga de trabalho significativamente maior.
A escalabilidade de software pode ser alcançada ou melhorada em muitos casos, por meio de otimizações, ajustes de infraestrutura ou refatoração do código existente. No entanto, em certos casos, pode ser necessário redesenhar ou reconstruir o software para torná-lo mais escalável.
Quer crescer e contar com a escalabilidade de software?
O meio tecnológico evolui frequentemente, por isso um sistema deve ser planejado de maneira que permita crescimentos futuros, unindo adaptabilidade e flexibilidade, sendo adequado aos usuários.
Por isso, investir na escalabilidade de software é essencial para garantir um serviço de qualidade, reduzir custos operacionais e aproveitar as oportunidades de crescimento.
Então, se você quer crescer, não subestime a importância da escalabilidade de software e busque sempre aprimorar essa característica em seus projetos e produtos de TI.
Leia o conteúdo sobre implantação de software: do planejamento à execução.
