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Systemdesign
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Gemini 2.5 Flash
Entwurf eines URL-Kürzungsdienstes
Entwerfen Sie einen URL-Kürzungsdienst (ähnlich wie bit.ly oder tinyurl.com), der die folgenden Einschränkungen erfüllen muss:
1. Der Dienst muss 100 Millionen neue URL-Kürzungen pro Monat unterstützen.
2. Das Lese-zu-Schreib-Verhältnis beträgt 100:1 (d. h. für jede erstellte URL wird sie durchschnittlich 100-mal aufgerufen).
3. Verkürzte URLs müssen mindestens 5 Jahre lang zugänglich bleiben.
4. Das System muss eine Verfügbarkeit von 99,9 % erreichen.
5. Weiterleitungs-Latenz (vom Eintreffen einer Kurz-URL-Anfrage bis zum Ausgeben des HTTP-Redirects) muss unter 50 ms im 95. Perzentil liegen.
Ihr Entwurf sollte alle der folgenden Bereiche behandeln:
A. **Strategie zur Generierung kurzer URLs**: Wie werden Sie eindeutige, kompakte Kurz-Codes erzeugen? Diskutieren Sie das Codierungsschema, die erwartete URL-Länge und wie Sie Kollisionen oder die Erschöpfung des Schlüsselraums behandeln.
B. **Datenspeicherung**: Welche Datenbank(en) werden Sie verwenden und warum? Schätzen Sie den Gesamtspeicherbedarf über 5 Jahre. Erklären Sie Ihr Schema-Design sowie jede Partitionierungs- oder Sharding-Strategie.
C. **Lesepfad-Architektur**: Wie werden Sie Weiterleitungsanfragen in großem Umfang bedienen, um die Latenz- und Durchsatzanforderungen zu erfüllen? Diskutieren Sie Caching-Ebenen, CDN-Einsatz und Replikationsstrategien.
D. **Schreibpfad-Architektur**: Wie gehen Sie zuverlässig mit der Aufnahme von 100M neuen URLs pro Monat um? Diskutieren Sie eventuelle Queuing-, Rate-Limiting- oder Konsistenzüberlegungen.
E. **Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz**: Wie geht Ihr System mit Knotenfehlern, Ausfällen von Rechenzentren oder Cache-Invalidierung um? Wie sieht Ihre Backup- und Wiederherstellungsstrategie aus?
F. **Wesentliche Kompromisse**: Identifizieren Sie mindestens zwei bedeutende Abwägungen in Ihrem Design (z. B. Konsistenz vs. Verfügbarkeit, Speicherkosten vs. Leseleistung, Einfachheit vs. Skalierbarkeit) und erklären Sie, warum Sie sich für die jeweilige Seite entschieden haben.
Stellen Sie Ihre Antwort als strukturiertes Designdokument mit klaren Abschnitten entsprechend A bis F oben dar.
