[Book] 가상 면접 사례로 배우는 대규모 시스템 설계 기초 2장,3장

2장 계략적인 규모 추정

계략적 규모 추정을 효과적으로 해내려면 규모 확장성을 표현하는데 필요한 기본기에 능숙해야 한다. 특히, 2의 제곱수나 응답 지연(latency) 값, 그리고 가용성에 관계된 수치들 등

 

2의 제곱수

분산 시스템에서 다루는 데이터 양은2장 계략적인 규모 추정

계략적 규모 추정을 효과적으로 해내려면 규모 확장성을 표현하는데 필요한 기본기에 능숙해야 한다. 특히, 2의 제곱수나 응답 지연(latency) 값, 그리고 가용성에 관계된 수치들 등

 

2의 제곱수

분산 시스템에서 다루는 데이터 양은 엄청나게 커질 수 있으나 그 계산법은 기본을 크게 벗어나지 않는다. 제대로 된 계산 결과를 얻으려면 데이터 볼륨의 단위를 2의 제곱수로 표현하면 어떻게 되는지를 우선 알아야 한다. 최소 단위는 1바이트이고, 8비트로 구성된다. ASCII 문자 하나가 차지하는 메모리 크기가 1 바이트이다.

응답지연 값

L1 캐시 참조 : 0.5ns

분기 예측 오류: 5ns

L2 캐시 참조: 7ns

뮤텍스 락/언락 : 100ns

주 메모리 참조: 100ns

Zippy로 1KB 압축: 10,000ns

1 Gbps 네트워크로 2KB 전송: 20,000ns

메모리에서 1MB 순차적으로 read: 250,000ns

같은 데이터 센터 내에서의 메시지 왕복 지연시간: 500,000ns

디스크 탐색(seek): 10,000,000ns

네트워크에서 1MB 순차적으로 read: 10,000,000ns

디스크에서 1MB 순차적으로 read: 30,000,000ns

 

따라서 디스크 탐색은 가능한 피하라/ 단순한 압축 알고리즘은 빠르다/데이터를 인터넷으로 전송하기 전에 가능하면 압축하라/ 데이터 센터는 보통 여러 지역에 분산되어 있고, 센터들 간에 데이터를 주고 받는데 시간이 걸린다.

 

가용성에 관계된 수치들

고가용성은 시스템이 오랜 시간 동안 지속적으로 중단 없이 운영될 수 있는 능력을 지칭하는 용어다. 고가용성을 표현하는 값은 퍼센트로 표현하는데, 100%는 시스템이 단 한 번도 중단된 적이 없었음을 의미한다. 대부분의 서비스는 99%에서 100%사이의 값을 갖는다.

SLA는 서비스 사업자가 보편적으로 사용하는 용어로, 서비스 사업자와 고객 사이에 맺어진 합의를 의마한다. 이 합의에서는 서비스 사업자가 제공하는 서비스의 가용시간이 공식적으로 기술되어 있다. 서비스 사업자는 99%이상의 SLA를 제공한다. 가용시간은 관습적으로 숫자 9를 사용해 표시한다. 숫자 9가 많으면 많을수록 좋다고 보면 된다.

 

QPS와 저장소 요구량 추정 예제

<가정>a. 월간 능동 사용자는 3억명이다.b. 50%의 사용자가 앱을 매일 사용한다.c. 평균적으로 가가 사용자는 매일 2건의 게시물을 올린다.d. 미디어를 포함하는 게시물은 10%정도다.e. 데이터는 5년간 보관된다.

 

<추정>QPS 추정치 = 일간 능동 사용자 * 2건/24시간/3600초*2

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3장 시스템 설계 면접 공략법

1단계 문제 이해 및 설계 범위 확정2단계 개략적인 설계안 제시 및 동의 구하기3단계 상세 설계

• 시스템에서 전반적으로 달성해야 할 목표와 기능 범위 확인
• 전체 설계의 개략적 청사진 마련
• 해당 청사진에 대한 면접관의 의견 청취
• 상세 설계에서 집중해야 할 영역들 확인

4단계 추가 논의 진행

• 시스템의 병목구간, 혹은 좀 더 개선 가능한 지점을 찾아내기
• 오류가 발생하면 무슨일이 생기는지(서버 오류, 네트워크 장애 등)
• 메트릭은 어떻게 수집하고 모니터링할 것인가? 시스템은 어떻게 배포(roll-out)할 것인가?