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2. 개략적인 규모 추정

2의 제곱수#

2의 x제곱근사치이름축약어
101천(thousand)1킬로바이트(Kilobyte)1KB
201백만(million)1메카바이트(Megabyte)1MB
3010억(billion)1기가바이트(Gigabyte)1GB
401조(trillion)1테라바이트(Terabyte)1TB
501000조(quadrillion)1페타바이트(Petabyte)1PB

모든 프로그래머가 알아야 하는 응답지연 값#

  • 2020년 기준으로 응답 지연 값은 다음과 같습니다.
연산명시간
L1 캐시 참조1ns
분기 예측 오류3ns
L2 캐시 참조4ns
뮤텍스 락/언락17ns
주 메모리 참조100ns
Zippy로 1kb 압축2,000ns
일반 상용 네트워크상에서 2Kb바이트 전송44ns
메모리에서 1M바이트 순차적으로 읽기3,000ns
SSD 상에서 임의 위치의 데이터 읽기16,000ns
SSD 상에서 1M 바이트 순차적 읽기49,000ns
디스크 탐색2,000,000ns = 2ms
디스크에서 1M바이트 순차적 읽기825,000ns
동일 데이터 센터 내에서의 패킷왕복 지연시간500,000ns
CA에서 네덜란드까지의 패킷 왕복 지연시간150,000,000ns = 150ms
  • 다음과 같은 결론을 얻을 수 있습니다.
    • 메모리는 빠르지만 디스크는 아직도 느리다
    • 디스크 탐색(seek)은 가능한 한 피하라
    • 단순한 압축 알고리즘은 빠르다
    • 데이터를 인터넷으로 전송하기 전에 가능하면 압축하라
    • 데이터 센터는 보통 여러 지역(region)에 분산되어 있고, 센터들 간에 데이터를 주고받는 데는 시간이 걸립니다.

가용성에 관계된 수치들#

  • 고가용성(high availability)은 시스템이 오랜 시간 동안 지속적으로 중단 없이 운영될 수 있는 능력을 지칭합니다.
  • 대부분의 서비스는 99%에서 100% 사이의 값을 갖습니다.
가용률하루당 장애시간주당 장애시간개월당 장애시간연간 장애시간
99%14.40분1.68시간7.31시간3.65일
99.9%1.44분10.08분43.83분8.77시간
99.99%8.64초1.01분4.38분52.60분
99.999%864.00밀리초6.05초26.30초5.26분
99.9999%86.40밀리초604.80밀리초2.63초31.56초

예제: 트위터 QPS와 저장소 요구량 추정#

  • 가정
    • 월간 능동 사용자(motnly active user)은 3억(300million) 명입니다.
    • 50%의 사용자가 트위터를 매일 사용한다
    • 평균적으로 각 사용자는 매일 2건의 트윗을 올린다
    • 미디어를 포함하는 트윗은 10%정도이다.
    • 데이터는 5년간 보관된다
  • 추정
    • QPS(Query Per Second) 추정치
      • 일간 능동 사용자(Daily Active User, DAU) = 3억 * 50% = 1.5억(150million)
      • QPS = 1.5억 * 2 트윗/24시간/3600초 = 약 3500
      • 최대 QPS(Peek QPS) = 2 * QPS = 약 7000
    • 미디어 저장을 위한 저장소 요구량
      • 평균 트윗 크기
        • tweet_id에 64바이트
        • 텍스트에 140바이트
        • 미디어에 1MB
      • 미디어 저장소 요구량 : 1.5억 2 10% * 1MB = 30TB/일
      • 5년간 미디어를 보관하기 위한 저장소 요구량: 30TB 365 5 = 약 55PB

팁#

  • 면접에서 중요한 것은 문제를 풀어가는 절차가 중요합니다.
    • 근사치를 활용한 계산, 정확한 계산은 무의미하다
    • 가정(assumption)을 적어두기
    • 단위(unit)을 붙이기
    • 많이 출제되는 개략적 규모 추정 문제는 QPS, 최대 QPS, 저장소 요구량, 캐시 요구량, 서버 수 등을 추정하는 것입니다.
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