Definición de Escalabilidad

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En informática y telecomunicaciones, la escalabilidad es la propiedad deseable en un sistema, red o proceso que indica su habilidad para poder hacerse más grande sin perder calidad en sus servicios. La escalabilidad de un sistema requiere un pensamiento cuidadoso desde el principio de su desarrollo.

Entonces la escalabilidad es la capacidad de un sistema, red o proceso para manejar la cantidad de trabajo en crecimiento o de su potencial para ser ampliada, con el fin de dar cabida a ese crecimiento.

La escalabilidad, como una propiedad de sistemas, es generalmente difícil de definir y en cualquier caso particular, es necesario definir los requisitos específicos para la escalabilidad en aquellas dimensiones que se consideran importantes.

La escalabilidad es una cuestión significativa en lo que se refiere a sistemas electrónicos, bases de datos, routers y redes.

Un sistema cuyo rendimiento mejora después de agregar hardware (proporcionalmente a la capacidad agregada), se dice que es un sistema escalable.

Un algoritmo, diseño, protocolo de red, programa u otro sistema se dice que es escalable si mantiene su eficiencia y practicidad cuando es aplicado en una situación de mayor tamaño. Por ejemplo, si se le aplica un conjunto de datos de entrada más grande, un mayor número de salidas o de usuarios, o un mayor número de nodos participantes en el caso de un sistema distribuido. En el caso contrario, si un diseño o un sistema falla cuando alguna cantidad se incrementa, entonces se dice que no es escalable.

En la práctica, si hay un gran número de cosas (n) que afectan el "escalamiento", entonces los requerimientos de recursos deben crecer menos que n^2 mientras n se incrementa, para que se considere "escalable".

El concepto de escalabilidad es deseable tanto en tecnología como en un entorno de negocios. El concepto base es el mismo: la habilidad de un negocio o tecnología para aceptar un incremento en volumen sin impactar en los márgenes de contribución (= ingresos - costos variables). Por ejemplo, una determinada pieza de un equipo puede tener una capacidad de 1 a 1000 usuarios, mientras que más allá de los 1000 usuarios necesitará de equipamiento adicional o su rendimiento declinará (los costos variables se incrementan y se reduce el margen de contribución).


Medidas de escalabilidad

La escalabilidad puede ser medida en varias dimensiones como:

- Escalabilidad administrativa: la habilidad de incrementar el número de organizaciones o usuarios y que puedan compartir un único sistema distribuido sin problemas.

- Escalabilidad funcional: la habilidad de mejorar el sistema agregando nuevas funcionalidades con un mínimo esfuerzo.

- Escalabilidad geográfica: la habilidad de mantener el rendimiento, utilidad y facilidad de uso sin tener en cuenta la expansión desde una concentración en una área local hacia un patrón geográfico distribuido. Es decir, mantener sus características sin importar cuán lejos estén sus recursos o usuarios.

- Escalabilidad de carga: la habilidad para que un sistema distribuido fácilmente expanda o contraiga su grupo de recursos para permitir un número de entradas o cargas más pesadas o livianas. Por otra parte, la facilidad con que un sistema o componente puede ser modificado, agregado o eliminado para permitir cambios de carga.

- Escalabilidad de generación: se refiere a la habilidad de un sistema para escalarse usando nuevas generaciones de componentes. A su vez, la escalabilidad heterogénea es la habilidad de usar componentes de diferentes fabricantes.


Ejemplos concretos de escalabilidad

- Un protocolo de enrutamiento es considerado escalable con respecto al tamaño de una red, si el tamaño de la tabla de enrutamiento necesaria en cada nodo crece como O(log N), donde N es el número de nodos en la red. (Para entender la referencia matemática debe saber qué es la cota superior asintótica u "O").

- Un sistema de procesamiento de transacciones en línea es escalable cuando puede ser actualizado para procesar más transacciones agregando nuevos procesadores, dispositivos o almacenamiento, y puede ser actualizado fácilmente y de forma transparente sin apagarlo.

- La naturaleza distribuida de los DNS (Domain Name System) permite funcionar eficientemente aunque todos los hosts en internet están servidos, entonces se dice que "escala bien".

- El sistema de intercambio de archivos P2P (como BitTorrent) tiene buena escalabilidad, porque la demanda en cada peer es independiente del total de número de peers. No hay un cuello de botella centralizado, entonces el sistema puede expandirse indefinidamente sin agregar recursos adicionales (más que los propios peers).

- Ethernet es una tecnología muy escalable, permite aumentar la velocidad de conexión fácilmente, por ejemplo, añadiendo soporte para nuevos cables de fibra óptica. De esta manera la velocidad de Ethernet en 1995 era de 100 Mbit/s, para 1998 ya era de 1000 Mbit/s y para 2016 de 100 Gbit/s.