이 글은 책 「가상 면접 사례로 배우는 대규모 시스템 설계 기초」를 공부하고 정리한 글입니다.
시스템 설계 면접을 볼 때, 때로는 시스템 용량이나 성능 요구사항을 개략적으로 추정해 보라는 요구를 받게 된다.
📌 개략적인 규모 추정(back-of-the-envelope estimation)
보편적으로 통용되는 성능 수치상에서 사고 실행을 행하여 추정치를 계산하는 행위로서,
어떤 설계가 요구사항에 부합할 것인지 보기 위한 것
개략적 규모 추정을 효과적으로 해내려면 규모 확장성을 표현하는 데 필요한 기본기에 능숙해야 하며, 특히 2의 제곱수나 응답지연 값, 가용성에 관계된 수치를 기본적으로 잘 이해하고 있어야 한다.
[ 2의 제곱수 ]
제대로 된 분산 시스템 데이터 계산 결과를 얻으려면 데이터 볼륨의 단위를 2의 제곱수로 표현하는 방법을 알아야 한다. 최소 단위는 1바이트이며, 8비트로 구성된다.
흔히 쓰이는 데이터 볼륨 단위
[ 응답지연 값 ]
구글의 제프 딘이 2010년에 「통상적인 컴퓨터에서 구현된 연산들의 응답지연값」을 공개하였다. 더 빠른 컴퓨터가 등장하면서 더 이상 유효하지 않은 값도 있지만, 여전히 컴퓨터 연산들의 처리 속도가 어느 정도인지 짐작할 수 있도록 해준다.
위의 그래프를 (2020년 기준으로) 시각화한 수치는 다음과 같다.
수치들을 분석하면 다음과 같은 결론이 나온다.
- 메모리는 빠르지만 디스크는 아직도 느리다.
- 디스크 탐색(seek)은 가능한 한 피하라.
- 단순한 압축 알고리즘은 빠르다.
- 데이터를 인터넷으로 전송하기 전에 가능하면 압축하는 것이 좋다.
- 데이터 센터는 보통 여러 지역에 분산되어 있고, 센터들 간에 데이터를 주고받는 데는 시간이 걸린다.
[ 가용성에 관계된 수치들 ]
고가용성(high availability)은 시스템이 오랜 시간 동안 지속적으로 중단 없이 운영될 수 있는 능력을 지칭하는 용어다.
- 고가용성을 표현하는 값은
퍼센트(%)로 표현한다. 100%는 시스템이 단 한 번도 중단된 적이 없었음을 의미한다.- 대부분의 서비스는 99%에서 100% 사이의 값을 갖는다.
SLA(Service Level Agreement)는 서비스 사업자가 보편적으로 사용하는 용어로,
서비스 사업자와 고객 사이에 맺어진 합의를 의미한다.
- 이 합의에는 서비스 사업자가 제공하는 서비스의 가용시간이 공식적으로 기술되어 있다.
- 아마존, 구글, 마이크로소프트 같은 사업자는 99% 이상의 SLA를 제공한다.
- 가용시간은 관습적으로 숫자 9를 사용해 표시한다.
- 9가 많으면 많을수록 좋다고 생각하면 된다.
9의 개수와 시스템 장애시간(downtime) 사이의 관계
[ 참고자료 ]
http://colin-scott.github.io/personal_website/research/interactive_latency.html
