水平扩展和垂直扩展是提高系统容量的两种方法，但它们的工作方式根本不同。水平扩展，通常称为“横向扩展”，涉及向系统添加更多机器或实例以处理增加的负载。垂直扩展，或“向上扩展”，侧重于升级现有机器的资源，例如添加更多 CPU、RAM 或存储。主要区别在于您是通过添加更多节点（水平）还是增强现有节点（垂直）来扩展。
水平扩展通常用于分布式系统中，在分布式系统中，工作负载可以分布在多个服务器上。例如，面临高流量的 Web 应用程序可能会在负载均衡器后面部署其他服务器，以分配传入的请求。这种方法提高了容错能力，因为如果一台服务器出现故障，其他服务器可以接管。但是，它要求应用程序是无状态的，或者设计为在外部共享状态（例如，使用集中式数据库或缓存层）。Kubernetes 或云自动缩放组等技术通过根据需求动态添加或删除实例来自动化水平扩展。一个限制是，并非所有应用程序都可以轻松地进行分区以跨多个节点运行，尤其是那些依赖于单机资源（如本地磁盘存储）的应用程序。
垂直扩展通过避免分布式系统的复杂性来简化架构。例如，一个查询性能不佳的数据库服务器可以从 8GB 升级到 32GB RAM，以便在内存中处理更大的数据集。这种方法适用于非水平扩展的单体应用程序或遗留系统。但是，垂直扩展具有物理限制（例如，机器可以支持的最大 CPU），并创建单点故障。升级硬件通常也需要停机，而水平扩展可以用最小的中断完成。开发人员可能会选择垂直扩展进行快速、短期的修复，但在长期可扩展性和弹性是首要任务时，会选择水平扩展。例如，视频渲染服务可能会垂直扩展服务器以更快地处理 4K 视频，而社交媒体平台会水平扩展以管理数百万并发用户。