시스템 설계 문제 8개: 요구사항과 핵심 선택

예시를 공부하는 목적

원본의 8개 설계 문제는 정답 아키텍처를 제공하는 것이 아니라 같은 설계 절차를 서로 다른 읽기·쓰기·처리량·정합성 조건에 적용해 보는 실습이다. 아래 링크는 각각의 요구사항·가정·구성도·스케일링 단계로 이어진다.

사례	기본 요구사항	핵심 설계 선택	원본 해설
Pastebin / URL Shortener	임의 링크 생성, 만료, 텍스트 저장, 조회, 분석	키 충돌·저장 규모·만료·읽기 집중	문제·해설
Twitter 피드와 검색	게시물 쓰기, 홈/사용자 타임라인, 검색, 알림	팬아웃 방식·핫 계정·검색 색인	문제·해설
Web crawler	URL 수집·정규화, 중복 방지, 역색인, 재방문	크롤링 속도·로봇 정책·중복·신선도	문제·해설
Mint.com	금융 계정 연결, 거래 수집·분류, 예산 추천	외부 데이터 동기화·보안·분류 변경	문제·해설
Social network graph	친구 관계의 저장과 사람 사이 최단 연결 경로	그래프 분할·비가중 BFS·연결성	문제·해설
Query cache / KV store	검색 요청의 캐시 적중·미스와 캐시 확장	교체 정책·갱신·핫 쿼리·분산 캐시	문제·해설
Sales ranking by category	카테고리별 지난 기간 상품 판매 순위	집계 배치·스트림·정확성·응답 지연	문제·해설
Millions of users on AWS	단일 서버에서 부하에 따라 단계적 확장	병목 측정, 정적 자산, DB 분리·복제, LB·오토스케일링	문제·해설

문제를 풀 때의 공통 순서

1. 사용 사례를 정의하고 범위 밖 기능을 명확히 한다.
2. 트래픽·데이터 양·읽기/쓰기 비율 등 가정을 수치화한다.
3. 기본 구성에서 핵심 데이터 흐름을 검토한다.
4. 가장 먼저 커지는 병목을 예상하고 설계 대안을 비교한다.
5. 실패·재시도·중복 처리·보안·운영 관측성을 점검한다.

1. 링크 저장과 키 생성

짧은 링크나 붙여넣기 저장 서비스는 키 공간·충돌·만료·조회 편향이 주요 문제다. 유일성과 추측 가능성은 별도의 요구사항이다.

2. 피드·소셜 그래프

홈 피드와 사용자 피드는 읽기·쓰기 패턴이 다르다. 읽기 시 모으는 방식과 쓰기 시 배포하는 방식은 처리량·지연·팬아웃 비용을 바꾼다. 소셜 최단 연결은 그래프 탐색과 분산 저장의 문제로 연결된다.

3. 크롤러·검색

수집, 추출, 색인, 조회를 분리해 처리할 수 있다. URL 중복·페이지 갱신·도메인별 접근 속도와 실패 재시도를 명시한다.

4. 집계·금융·캐시

외부 계정 수집과 판매 순위 집계는 비동기 처리·정합성·갱신 주기를 결정한다. 캐시 설계에서는 적중률보다 원본과의 정합성과 장애 시 동작을 함께 점검한다.

5. 단계적 확장

단일 머신에서 시작해 정적 콘텐츠 분리, DB 분리, 읽기 복제, 부하 분산, 오토스케일링으로 확장할 수 있다. 매 단계는 부하 테스트와 병목 측정에 근거해 선택한다.

원문에 있는 사용자 수·QPS·용량 수치는 예제 시나리오의 가정이다. 실제 서비스나 클라우드 제품의 현재 성능으로 해석하지 않는다.

관련 노트: URL 단축 설계, 피드 설계, 웹 크롤러, 캐시 운영