Design principles of highly loaded systems

Принципы проектирования высоконагруженных систем

Репликация

• разделение запросов на чтение и запись
• ускорение запросов
• дублирование данных
• минус: неконсистентность данных (лаг репликации)

Шардирование (партиционирование)

• когда данных много и они не влизают на сервер
• разделение одних данных по нескольким серверам

Индексирование

• ускорение запросов в базе данных
• минус: избыточность данных

Денормализация

• хранение в удобном виде для обработки
• ускорение запросов
• минус: избыточность данных

Кеширование

• уменьшение нагрузки на базу данных
• ускорение запросов
• топики: прогрев кеша, инвалидация, вытеснение

Горизонтальное масштабирование

• запуск нескольких инстансов одного приложения на разных серверах
• уменьшение точек отказа
• увеличение общей производительности системы
• приложения должны быть stateless

Вертикальное масштабирование

• увеличение производительности одного сервера
• минус: есть предел

Сервисно-ориентированная архитектура

• разбиение функций всего приложения по разным приложениям
• уменьшение точек отказа
• ускорение разработки

Монолитное приложение

• уменьшение количества сетевого взаимодействие частей приложения
• минус: сложная и медленная разработка

Фронтенды приложения

• отдает статику
• обрабатывает легкие и быстрые запросы
• обрабатывает медленные клиенты
• легкие приложения
• пример: nginx, caddy, traefik, etc

Бэкенды приложения

• обрабатывает тяжелую логику
• тяжелые приложения

Балансировка фронтендов

• распределение клиентских запросов между множеством фронтенд приложений
• пример: dns-балансировка

Балансировка бэкендов

• распределение запросов от фронтендов между множеством бэкенд приложений

Очередь задач

• отложенное выполнение
• межсервисная коммуникация
• пример: kafka, rabbitmq

Толстый клиент

• перенос большого количетсва логики на клиент
• уменьшение логики на бэкенде
• минус: сложность