Top 30 Întrebări și Răspunsuri pentru Interviuri de Design de Sisteme (2026)
Lucas Bennett
Pregătirea pentru un interviu de proiectare a sistemului înseamnă anticiparea modului în care intervievatorii evaluează gândirea arhitecturală sub presiune. Întrebări de interviu pentru proiectarea sistemului dezvăluie profunzimea, compromisurile, judecata de scalabilitate și comunicarea prin discuții structurate.
O pregătire solidă deschide drumuri către roluri în platforme cloud, sisteme distribuite și inginerie de date, dovedind expertiză tehnică prin analize reale. Profesioniștii care lucrează în domeniu își dezvoltă seturi de abilități practice, sprijină echipele, ajută managerii să decidă și rezolvă întrebări și răspunsuri comune, de la absolvenți la seniori, inclusiv perspective avansate, de bază și tehnice la nivel global astăzi. Citeste mai mult…
👉 Descărcare gratuită în format PDF: Întrebări și răspunsuri pentru interviul de design de sistem
Top System Design Interviu Întrebări și răspunsuri
1) Explicați ce este proiectarea de sisteme și de ce este importantă în ingineria software.
Proiectarea sistemului este procesul de definire a arhitecturii, componentelor, interfețelor și datelor pentru un sistem pentru a satisface cerințe specifice într-un mod scalabil, fiabil și ușor de întreținut. Acesta leagă obiectivele de nivel înalt (ceea ce ar trebui să realizeze sistemul) cu decizii concrete privind tehnologia, protocoalele și modelele de arhitectură. Un design solid al sistemului asigură că o aplicație funcționează bine sub sarcină, rămâne tolerantă la erori și poate evolua în timp fără rescrieri complete.
În interviuri, acest lucru demonstrează capacitatea ta de a echilibra cerințe funcționale implementate cu constrângeri nefuncționale precum scalabilitatea, latența, consistența și disponibilitatea. Toate companiile importante de tehnologie evaluează abilitățile de proiectare a sistemelor ale unui candidat pentru a evalua judecata inginerească din lumea reală.
2) Cum distingeți proiectarea de nivel înalt (HLD) de proiectarea de nivel scăzut (LLD) în arhitectura sistemului?
Proiectarea la nivel înalt (HLD) se concentrează pe prezentare generală arhitecturală și componente principale fără a intra în detaliile implementării. Arată cum interacționează sistemele — de exemplu, server de web, Baza de date, cache, Gateway API și sisteme de mesagerie.
Proiectarea la nivel scăzut (LLD) aprofundează definiții de clase, metode, structuri de date și logică detaliată în cadrul fiecărei componente. HLD se referă la componentele pe care le veți utiliza și la modul în care acestea interacționează; LLD se referă la modul în care veți implementa aceste interacțiuni. Înțelegerea ambelor aspecte îi ajută pe intervievatori să vă evalueze gândirea de ansamblu, precum și capacitățile de inginerie detaliată.
3) Care sunt indicatorii cheie de performanță pe care ar trebui să îi luați în considerare atunci când proiectați un sistem și de ce?
Indicatorii de performanță ajută la cuantificarea modului în care un sistem satisface nevoile utilizatorilor și ale afacerii. Indicatorii cheie sunt:
- Latența: Timpul necesar pentru procesarea unei singure solicitări. O latență mai mică înseamnă răspunsuri mai rapide.
- Randament: Cantitatea de lucru procesată într-o perioadă (de exemplu, solicitări pe secundă). Un randament mai mare semnifică eficiență sub sarcină.
- Disponibilitate: Proporția de timp în care un sistem este operațional. Disponibilitatea ridicată este crucială pentru serviciile globale.
Aceste valori îi ajută pe designeri să echilibreze compromisurile. De exemplu, memorarea în cache reduce latența, dar complică consistența datelor. Demonstrarea familiarității cu acestea arată că vă pasă de calitatea sistemului în lumea reală.
| metric | Definiție | Importanță |
|---|---|---|
| Latență | Timp pentru fiecare cerere | Experiența utilizatorului |
| tranzitată | Cereri pe unitate de timp | scalabilitate |
| Disponibilitate | Timp de funcționare vs. timp de nefuncționare | Încredere |
4) Descrieți echilibrarea încărcării și de ce este aceasta critică în sistemele distribuite.
Echilibrarea încărcării este procesul de distribuirea cererilor primite pe mai multe servere sau servicii pentru a preveni ca orice nod individual să devină un blocaj. Aceasta asigură utilizarea optimă a capacității, îmbunătățește timpii de răspuns și crește fiabilitatea sistemului prin direcționarea traficului departe de instanțele nesănătoase.
Există diferite tipuri de echilibratoare de sarcină. A Stratul 4 (L4) echilibratorul funcționează la nivelul de transport (IP/port), în timp ce un Stratul 7 (L7) Echilibratorul operează la nivelul aplicației, înțelegând semantica HTTP/S. Echilibrarea încărcării este esențială pentru toleranța la erori, scalarea fără întreruperi și actualizările continue în sistemele de producție. Un răspuns corect la această întrebare demonstrează că înțelegeți compromisurile fundamentale ale sistemelor distribuite între performanță, consistență și cost.
5) Cum ați proiecta un serviciu TinyURL? Descrieți componentele și pașii de bază.
Proiectarea unui serviciu TinyURL cuprinde atât cerințe funcționale (scurtarea adreselor URL, redirecționarea utilizatorilor), cât și cerințe nefuncționale (scalabilitate, unicitate, performanță).
În primul rând, clarificarea întrebărilor ajută la definirea constrângerilor: volumul așteptat, politicile de expirare, nevoile de analiză etc. Principalele componente sunt:
- Stratul API: Primește și procesează cererile de scurtare/redirecționare.
- Bază de date și cache: Stochează maparea URL-urilor originale ↔ scurtate; memorarea în cache îmbunătățește performanța de citire.
- Generator de ID-uri scurte: Folosește hashing sau ID-uri unice codificate în bază.
Pentru a genera eficient chei unice, puteți:
- Utilizare codificare base-62 a unui ID secvențial (de exemplu, 1 → a, 2 → b etc.).
- Folosi funcție hash cu rezoluție a coliziunilor.
De asemenea, ar trebui să luați în considerare analizele, limitele de viteză și gestionarea URL-urilor populare cu ajutorul cache-ului sau straturilor CDN pentru a reduce încărcarea. Descrierea acestor compromisuri arată profunzimea atât a modelelor de design, cât și a considerațiilor de scalabilitate.
6) Ce este memoria cache și cum îmbunătățește performanța sistemului?
Stocarea în cache a magazinelor date accesate frecvent sau costisitoare de calculat într-un mediu de stocare mai rapid (memorie, memorie cache distribuită) pentru a reduce calculele repetate și încărcarea bazei de date. Îmbunătățește semnificativ latența și debitul prin servirea rapidă a cererilor populare.
Cache-ul poate avea loc la mai multe niveluri: memoria aplicației, Redis/Ehcache, servere CDN edge sau stocare locală a browserului. Deși memorarea în cache reduce timpii de răspuns, aceasta introduce provocări legate de întârziere și invalidare, pe care trebuie să le abordați în timpul proiectării. De exemplu, puteți utiliza politici de timp de viață (TTL) sau strategii de invalidare a memoriei cache atunci când datele subiacente se modifică. Răspunsurile bune arată că înțelegeți atât beneficii și capcane de cache.
7) Explicați teorema CAP și implicațiile acesteia asupra proiectării sistemelor distribuite.
Teorema CAP afirmă că într-un sistem distribuit, puteți alege cel mult două dintre următoarele trei garanții:
- Coerența: Toate nodurile văd aceleași date în același timp.
- Disponibilitate: Fiecare solicitare primește un răspuns (fără garanția corectitudinii).
- Toleranță de partiție: Sistemul continuă să funcționeze în ciuda defecțiunilor rețelei.
Niciun sistem distribuit practic nu poate realiza toate trei simultan în prezența partițiilor de rețea. De exemplu, în timpul unei partiții, sistemele trebuie să aleagă între a servi date învechite (disponibilitate) sau a respinge cererile până când se reia consecvența (consistență). Înțelegerea CAP arată că puteți face compromisuri informate pe baza priorităților operaționale - o abilitate cheie în interviurile de proiectare a sistemelor.
8) Cum ați proiecta, la nivel general, un serviciu de mesagerie prin chat precum WhatsApp?
Pentru a proiecta un sistem de chat la scară largă, începeți prin identificarea cerințelor cheie: livrarea mesajelor în timp real, persistența, ordonarea mesajelor, asistența offline și scalabilitatea.
La un nivel înalt:
- Clienți conectați-vă prin web/mobil la serverele gateway.
- Routere de mesaje gestionează mesajele primite și le expediază către destinatari (prin conexiuni persistente precum WebSockets).
- Baze de date stocarea istoricului mesajelor, cu partiționarea adecvată pentru baze mari de utilizatori.
Componentele suplimentare includ cache-uri pentru chat-uri recente, cozi pentru livrare asincronă și servicii de notificare pentru utilizatorii offline. Ar trebui să discutați modul în care mesajele sunt persistate, ordonate și livrate către mai multe dispozitive per utilizator și cum gestionați failover-ul și toleranța la erori.
9) Ce este sharding-ul și cum ajută la scalarea bazelor de date?
Ciorchinarea este o formă de scalare orizontală unde un set mare de date este împărțit în partiții mai mici, independente, numite shard-uri, fiecare stocată pe un nod diferit al bazei de date. Acest lucru îmbunătățește performanța și scalabilitatea prin distribuirea datelor și a încărcării interogărilor pe mai multe mașini, în loc să se scaleze o singură instanță.
Datele pot fi împărțite în funcție de ID-ul clientului, regiunea geografică sau hashing. Deși sharding-ul reduce încărcarea per nod, introduce complexitate în interogările între shard-uri și în reechilibrarea la adăugarea sau eliminarea nodurilor. Intervievatorii se așteaptă să înțelegeți aceste compromisuri și cum hashing-ul consecvent sau managerii de shard-uri pot facilita operațiunile.
10) Descrieți cum diferă API-urile și microserviciile de o arhitectură monolitică.
A Monolithic architecture grupează toate componentele aplicației într-o singură unitate implementabilă. Acest lucru poate simplifica dezvoltarea inițial, dar devine dificil de scalat, întreținut și actualizat în timp.
Microservices sparge sistemul în servicii mici, implementabile independent, fiecare responsabil pentru o anumită capacitate de afaceri. API-urile (Interfețele de Programare a Aplicațiilor) permit comunicarea între aceste servicii.
| Aspect | Monolitic | Servicii micro |
|---|---|---|
| Implementare | O singură bucată | Servicii independente |
| scalabilitate | Limitat | Scalare per serviciu |
| Izolare greșită | Sărac | Puternic |
| Complexitate | Mai simplu inițial | Operații mai complexe |
Microserviciile îmbunătățesc scalabilitatea și flexibilitatea implementării, dar necesită instrumente operaționale avansate (descoperirea serviciilor, urmărirea și toleranța la erori). Discuția acestui aspect arată că se poate înțelege evoluția arhitecturii și compromisurile dintre simplitate și flexibilitate.
11) Cum funcționează o rețea de livrare de conținut (CDN) și care sunt avantajele sale?
A Rețeaua de difuzare a conținutului (CDN) este o rețea distribuită de servere proxy amplasate strategic în diverse regiuni geografice. Scopul său principal este de a livra conținut utilizatorilor cu o latență minimă prin servirea acestuia de la cel mai apropiat server (cunoscut sub numele de nod de margine).
Când un utilizator solicită o resursă web (de exemplu, o imagine, un videoclip sau un fișier static), CDN-ul stochează conținutul în cache și îl livrează direct de pe un server edge. Dacă conținutul nu se află în cache, îl preia de pe serverul de origine și îl stochează pentru solicitări ulterioare.
Avantajele CDN-urilor:
| Factor | Avantaj |
|---|---|
| Latență | Reduce timpul de răspuns prin difuzarea conținutului mai aproape de utilizatori |
| Lățime de bandă | Descarcă utilizarea lățimii de bandă de la serverele de origine |
| Încredere | Oferă toleranță la erori cu noduri distribuite |
| scalabilitate | Gestionează eficient volumele mari de trafic |
CDN-urile sunt vitale pentru sistemele globale precum Netflix, YouTubesau platforme de comerț electronic, asigurând performanță și disponibilitate ridicate.
12) Ce este limitarea ratei și de ce este esențială în proiectarea API-urilor?
Limitare de rata restricționează numărul de solicitări pe care un client le poate face către o API într-o perioadă specificată. Este crucial pentru prevenirea abuzului, menținerea utilizării corecte și protejarea serviciilor backend de la supraîncărcare sau atacuri de tip denial-of-service (DoS).
Algoritmii comuni pentru limitarea ratei includ:
- Contor cu fereastră fixă — Simplu, dar poate cauza vârfuri la limitele ferestrelor.
- Buștean glisant / Fereastră glisantă — Oferă o gestionare mai ușoară a cererilor.
- Coșă cu jetoane / Coșă cu scurgeri — Permite rafale în anumite limite și menține un flux constant de solicitări.
De exemplu, GitHub limitează apelurile API la 5000 pe oră per utilizator. Implementarea limitelor de rată asigură stabilitatea sistemului și îmbunătățește calitatea generală a serviciilor.
13) Cum asigurați consecvența datelor între sistemele distribuite?
Menținerea consistenței în sistemele distribuite este o provocare din cauza replicării și a latenței rețelei. Există mai multe strategii în funcție de compromisul necesar între consistență și disponibilitate:
| Tip de consistență | Descriere | Utilizare caz |
|---|---|---|
| Consecvență puternică | Toți clienții văd aceleași date instantaneu | Sisteme bancare |
| Consecvență eventuală | Actualizările se propagă asincron; sunt permise diferențe temporare | Feeduri de social media |
| Consistență cauzală | Menține ordinea cauză-efect | Aplicații colaborative |
Tehnici precum jurnalele de scriere anticipată, ceasuri vectoriale, algoritmi de consens (Raft, Paxos) și comitere în două faze (2PC) ajută la menținerea sincronizării. Intervievatorii se așteaptă să explicați when pentru a relaxa consecvența în vederea creșterii performanței și scalabilității.
14) Explicați diferența dintre scalarea orizontală și cea verticală.
Scalarea se referă la creșterea capacității unui sistem de a gestiona o sarcină mai mare. Există două tipuri principale:
| Tip de scalare | Metodă | Avantaje | Dezavantaje |
|---|---|---|---|
| Scalare verticală (Scale-Up) | Adăugați mai multe resurse (CPU, RAM) la o singură mașină | Mai simplu de implementat | Limite hardware, punct unic de defecțiune |
| Scalare orizontală (scalare laterală) | Adăugați mai multe mașini pentru a distribui sarcina | Disponibilitate ridicată, rentabilitate | Complex de gestionat și coordonat |
De exemplu, scalarea unui server web de la 2 procesoare la 8 procesoare este scalare verticală, în timp ce adăugarea mai multor servere în spatele unui echilibrator de încărcare este scalare orizontală. Sistemele distribuite moderne, precum Kubernetes, favorizează scalare orizontală pentru elasticitate.
15) Ce sunt cozile de mesaje și de ce sunt utilizate în arhitecturile distribuite?
A coada de mesaje decuplează producătorii și consumatorii prin stocarea temporară a mesajelor până la procesarea acestora. Acest lucru permite comunicare asincronă, îmbunătățind reziliența și scalabilitatea în sistemele distribuite.
Printre brokerii de mesaje populari se numără Iepure MQ, Kafka, Amazon SQS și Google Pub/Sub.
Beneficii:
- Atenuează vârfurile de trafic
- Servicii decuplate
- Activează mecanisme de reîncercare și persistență
- Îmbunătățește toleranța la erori
Exemplu: Într-o platformă de comerț electronic, un serviciu de comenzi poate publica un mesaj („Comandă plasată”) pe care serviciile de inventar și facturare îl consumă independent, evitând dependențele directe.
16) Cum ați proiecta un sistem scalabil de stocare a fișierelor, cum ar fi Google Drive or Dropbox?
Pentru a proiecta un sistem de stocare a fișierelor bazat pe cloud, împărțiți-l în componente cheie:
- Serviciu Frontend: Gestionează încărcarea/descărcarea fișierelor prin intermediul API-urilor REST.
- Serviciu de metadate: Stochează proprietatea fișierelor, permisiunile de acces și istoricul versiunilor.
- Serviciu de depozitare: Gestionează fragmente de fișiere în spațiul de stocare distribuit (de exemplu, S3, HDFS).
- Îmbunătățire: Fișierele sunt împărțite în bucăți mai mici (de exemplu, 4 MB) pentru stocare și transmitere eficientă.
Printre provocări se numără asigurarea deduplicarea datelor, consistenţă și sincronizarea modificărilor pe toate dispozitivele. Implementarea sincronizării la nivel de bloc și a hash-ului de conținut asigură eficiența și integritatea lățimii de bandă.
17) Care sunt factorii cheie de luat în considerare la proiectarea unei scheme de bază de date scalabile?
O schemă scalabilă echilibrează performanța, flexibilitatea și mentenabilitatea. Considerațiile importante includ:
- Partiționarea datelor (fragmentare) pentru a gestiona creșterea.
- Normalizare vs. denormalizare: Normalizați pentru integritate; denormalizați pentru performanță cu citire intensă.
- Strategia de indexare pentru căutări rapide.
- Cache și replicare pentru a gestiona traficul intens.
Exemplu: Într-o aplicație de socializare, datele utilizatorilor și postările pot fi stocate separat pentru a reduce cuplarea și a îmbunătăți performanța interogărilor. Deciziile privind proiectarea schemei ar trebui să se alinieze cu modele de acces și frecvența interogărilor.
18) Care sunt avantajele și dezavantajele utilizării arhitecturii de microservicii?
Microserviciile au devenit coloana vertebrală a aplicațiilor cloud moderne, dar vin cu compromisuri.
| Avantaje | Dezavantaje |
|---|---|
| Implementare și scalare independente | Complexitate operațională crescută |
| Izolarea defecțiunilor și reziliență | Depanarea distribuită este mai dificilă |
| Adoptare mai ușoară a tehnologiei | Necesită o cultură DevOps puternică |
| O mai bună întreținere a codului | Latență mai mare din cauza salturilor de rețea |
Microserviciile sunt ideale pentru sisteme mari și în continuă evoluție, dar necesită monitorizare robustă, gateway-uri API și strategii de comunicare între servicii.
19) Cum ați gestiona replicarea bazei de date într-un sistem la scară largă?
Replicarea bazei de date implică copierea datelor dintr-o bază de date principală într-una sau mai multe replici pentru a îmbunătăți disponibilitatea și performanța de citire. Există două tipuri principale:
| Tip de replicare | Descriere | Utilizare caz |
|---|---|---|
| Synccinstit | Modificările sunt scrise imediat în replici | Consistență puternică |
| asincronă | Confirmă scrierea principală înainte de actualizarea replicilor | O mai bună performanță |
Replicarea îmbunătățește toleranță la erori, permite distribuția geografică, și sprijină scalare de citire (citește replici). Cu toate acestea, introduce provocări precum întârzierea replicării și rezolvarea conflictelor. Instrumente precum MySQL Replicare de grup, MongoDB Seturi de replici și PostgreSQL replicare în flux sunt soluții standard.
20) Ce este arhitectura condusă de evenimente și unde este cea mai utilă?
Arhitectura condusă de evenimente (EDA) este o paradigmă de proiectare în care componentele comunică prin evenimente — mesaje care semnalează modificări de stare sau acțiuni. În loc de solicitări directe, serviciile publică și se abonează la evenimente în mod asincron.
Acest design este ideal pentru sisteme slab cuplate, cum ar fi platformele IoT, comerțul electronic și sistemele de analiză în timp real.
Beneficii:
- Scalabilitate ridicată
- Componente decuplate
- Reactivitate în timp real
Exemplu: În arhitectura Uber, atunci când se rezervă o cursă, un eveniment declanșează simultan actualizări ale prețurilor, potrivirii șoferilor și sistemelor de notificare - toate fără o cuplare strânsă.
21) Ce este idempotența în proiectarea sistemelor și de ce este importantă?
Idempotenta înseamnă că efectuarea aceleiași operațiuni de mai multe ori are același efect ca și cum l-ai executat o singură datăAsigură fiabilitatea în sistemele distribuite unde cererile pot fi reluate din cauza unor defecțiuni sau întârzieri în rețea.
De exemplu:
- GET și DELETE cererile sunt în mod natural idempotente (repetarea lor nu schimbă starea).
- POST cererile (cum ar fi crearea unei tranzacții) nu sunt idempotente decât dacă sunt concepute special pentru a fi.
Pentru a implementa idempotența:
- Utilizare ID-uri unice de solicitare pentru a urmări trimiterile duplicate.
- Mențineți un Jurnal de tranzacții să ignore operațiile repetate.
Acest principiu este esențial în gateway-uri de plată, Procesarea comenzilor și sisteme de e-mail unde acțiunile duplicate pot cauza inconsecvențe grave.
22) Explicați conceptul de consistență finală cu un exemplu.
Orice consistenta este un model în bazele de date distribuite în care actualizările nu sunt vizibile imediat pentru toate nodurile, dar sistemul converge către o stare consistentă în timp.
Exemplu:
In Amazon'S DynamoDB, când un element este actualizat într-o regiune, replicile din alte regiuni pot avea temporar date vechi. Cu toate acestea, acestea se vor sincroniza în cele din urmă prin replicarea în fundal.
Acest model este util în prioritizarea sistemelor disponibilitate peste consecvență strictă, Cum ar fi:
- Cronologii de social media
- Sisteme de caching
- Înregistrări DNS
Compromisul cheie constă între toleranță la stagnare și viteza de raspuns.
23) Cum ați proiecta un sistem de notificare care să suporte mai multe canale (e-mail, SMS, push)?
Proiectarea unui sistem de notificare scalabil necesită modularitate și flexibilitate.
Architectura:
- API-ul de notificare – Primește solicitări de notificare de la aplicații.
- Magistrală coadă/mesaje – Stochează și distribuie evenimente (Kafka, SQS).
- Servicii pentru lucrători – Procesoare specifice canalului (Email, SMS, Push).
- Furnizori de livrare – Integrare cu API-uri externe precum Twilio sau Firebase.
- Baza de date cu preferințe utilizator – Stochează setările de înscriere/renunțare și preferințele de frecvență.
Considerații cheie:
- Reîncercați livrările eșuate cu strategii de întrerupere a operațiunilor.
- Folosește șabloane pentru consecvență.
- Prioritizarea asistenței (mesaje urgente vs. mesaje cu prioritate scăzută).
Acest design modular asigură fiabilitate și extensibilitate pe măsură ce apar noi canale de notificare.
24) Ce este indexarea bazelor de date și cum afectează aceasta performanța?
A indexul bazei de date este o structură de date (de obicei un arbore B sau un tabel hash) care îmbunătățește viteza de interogare prin reducerea numărului de înregistrări scanate de baza de date.
De exemplu, indexarea coloanei de e-mail dintr-un tabel de utilizatori permite motorului de baze de date să găsească rapid utilizatorii prin e-mail, fără a scana întregul tabel.
| Aspect | Cu index | Fără index |
|---|---|---|
| Viteza de interogare | Căutări rapide | Scanări secvențiale lente |
| viteza de scriere | Mai lent (sunt necesare actualizări ale indexului) | Scrie mai repede |
| Stocare | Mai mult spațiu pe disc | Less depozitare |
Indexurile îmbunătățesc performanța de citire, dar trebuie utilizate cu judecată, deoarece pot încetini scriere grea sisteme din cauza cheltuielilor generale de întreținere.
25) Cum ați asigura toleranța la erori într-un sistem distribuit la scară largă?
Toleranță la erori înseamnă că un sistem continuă să funcționeze chiar și atunci când componentele se defectează. Acest lucru se realizează prin redundanță, monitorizare și recuperare automată.
Strategiile includ:
- Replicare: Date sau servicii duplicate în diferite regiuni.
- Mecanisme de reluare a erorilor: Redirecționează automat cererile către noduri sănătoase.
- Verificări ale stării de sănătate și echilibratoare de sarcină: Detectează și izolează instanțele defecte.
- Întrerupătoare de circuit: Prevenirea erorilor în cascadă între serviciile dependente.
Exemplu: Netflix„Chaos Monkey” de oprește intenționat instanțele din producție pentru a testa reziliența — o aplicație avansată a principiilor de toleranță la erori.
26) Care este diferența dintre comunicarea sincronă și cea asincronă în sistemele distribuite?
| Caracteristică | SyncComunicare chronică | Comunicare asincronă |
|---|---|---|
| Dependenţă | Expeditorul așteaptă răspunsul | Expeditorul procedează independent |
| Exemple | Apeluri API REST HTTP | Cozi de mesaje, Kafka |
| Latență | Mai înalt (blocare) | Latență percepută mai mică |
| Încredere | Subeșecuri mai mici | Mai mare (mesajele pot persista) |
SyncSistemele crone sunt mai simple, dar strâns cuplate, în timp ce sistemele asincrone îmbunătățesc scalabilitatea și izolarea defectelor.
De exemplu, procesarea comenzilor într-un sistem de comerț electronic poate fi asincronă, dar confirmarea plății ar trebui să rămână sincronă pentru a asigura feedback imediat din partea utilizatorilor.
27) Cum ați proiecta un limitator de rată pentru un sistem API distribuit?
Un limitator de rată distribuit asigură utilizarea corectă a API-ului pe mai multe servere.
Abordari:
- Algoritmul Token Bucket – Fiecare utilizator primește jetoane care se reînnoiesc în timp.
- Algoritmul găleții scurge – Cererile sunt procesate într-un ritm constant.
- Contor centralizat (de exemplu, Redis) – Menține numărul de solicitări per utilizator.
Exemplu de implementare:
- Folosește contoare atomice Redis cu TTL.
- Urmărirea marcajelor temporale ale solicitărilor pentru fiecare cheie de utilizator.
- Respingeți cererile care depășesc pragurile.
Limitarea ratei previne abuz, Atacuri DoS și creșteri neașteptate ale costurilor, asigurând o calitate consistentă a serviciilor pentru toți clienții.
28) Ce este un algoritm de consens distribuit și de ce este necesar?
Algoritmii de consens distribuit asigură că mai multe noduri dintr-un sistem conveni asupra unei singure valori a datelor, chiar și atunci când apar defecțiuni.
Algoritmi comuni:
- paxos
- Plută
- zab (folosit în ZooKeeper)
Acestea sunt esențiale pentru menținerea alegerea liderului, replicarea stării și consistenta datelor în baze de date distribuite și manageri de clustere precum Kubernetes.
Exemplu: Raft asigură că toate nodurile sunt de acord cu intrările din jurnal înainte de a le aplica mașinilor de stare, garantând fiabilitatea chiar dacă nodurile se blochează.
29) Cum ați proiecta un sistem de înregistrare și monitorizare pentru microservicii?
Monitorizarea sistemelor distribuite necesită observabilitate centralizată pentru detectarea și rezolvarea problemelor.
Componente de bază:
- Logare: Colectați jurnale de la toate serviciile folosind instrumente precum Fluentd or Logstash.
- Valori: Folosește Prometheus sau Datadog pentru a urmări indicatorii de performanță (CPU, memorie, latență a solicitărilor).
- Urmărire: Implementați urmărirea distribuită (Jaeger, Zipkin) pentru a urmări căile cererilor între servicii.
- Alertare: Setați praguri pentru declanșarea alertelor în PagerDuty sau Slack.
Cea mai buna practica:
Utilizare ID-uri de corelare pentru a urmări o singură solicitare a utilizatorului pe mai multe microservicii — crucial pentru depanarea problemelor de producție.
30) Care sunt principalele considerații de proiectare pentru construirea unui sistem cu disponibilitate ridicată (HA)?
A Disponibilitate ridicată (HA) Sistemul minimizează timpul de nefuncționare și asigură servicii continue.
Factori cheie de proiectare:
- Redundanţă: Folosiți mai multe servere per componentă.
- Eliminați punctele unice de defecțiune (SPOF).
- Efectuarea automată a erorilor: Redirecționați traficul în timpul întreruperilor.
- Replicarea datelor: Asigurați durabilitatea datelor în toate zonele.
- Monitorizarea stării de sănătate: Detectează și înlocuiește automat nodurile nesănătoase.
- Recuperare în caz de dezastru (DR): Implementați copii de rezervă și georeplicare.
Exemplu: AWS implementează servicii în zonele de disponibilitate (AZ) și utilizează Elastic Load Balancers pentru failover automat, asigurând SLA-uri cu o disponibilitate de 99.99%.
🔍 Întrebări de top pentru interviuri despre design de sisteme, cu scenarii din lumea reală și răspunsuri strategice
1) Cum abordați proiectarea unui sistem distribuit la scară largă de la zero?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul vrea să înțeleagă gândirea ta structurată, capacitatea de a clarifica cerințele și modul în care descompui problemele complexe în componente ușor de gestionat.
Exemplu de răspuns: „Încep prin a clarifica cerințele funcționale și nefuncționale, cum ar fi scalabilitatea, disponibilitatea și latența. Apoi schițez o arhitectură de nivel înalt, identific componentele de bază, definesc fluxul de date și selectez tehnologiile adecvate. După aceea, iau în considerare blocajele, scenariile de defecțiune și compromisurile înainte de a rafina designul.”
2) Puteți explica diferența dintre scalarea orizontală și cea verticală și când ați folosi fiecare dintre ele?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul îți testează cunoștințele fundamentale despre scalabilitate și capacitatea de a aplica strategia corectă în sisteme din lumea reală.
Exemplu de răspuns: „Scalarea verticală implică adăugarea mai multor resurse la o singură mașină, în timp ce scalarea orizontală adaugă mai multe mașini pentru a gestiona sarcina. Scalarea verticală este mai simplă, dar limitată, în timp ce scalarea orizontală este mai complexă, dar oferă o toleranță mai bună la erori și scalabilitate pe termen lung.”
3) Cum asigurați o disponibilitate ridicată într-un design de sistem?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul dorește să evalueze înțelegerea dumneavoastră privind redundanța, mecanismele de failover și reziliența sistemului.
Exemplu de răspuns: „În rolul meu anterior, am asigurat disponibilitate ridicată utilizând echilibratoare de încărcare, implementând servicii în mai multe zone de disponibilitate, implementând verificări de sănătate și proiectând servicii fără stare acolo unde a fost posibil. Aceste strategii au redus punctele unice de eroare.”
4) Descrieți o situație în care a trebuit să faceți un compromis între consecvență și disponibilitate.
Așteptat de la candidat: Intervievatorul evaluează înțelegerea dumneavoastră a teoremei CAP și capacitatea dumneavoastră de a lua decizii în condiții de constrângeri.
Exemplu de răspuns: „Într-o poziție anterioară, am lucrat la un sistem în care latența redusă era esențială. Am ales consistența finală în locul consistenței puternice pentru a menține disponibilitatea în timpul partițiilor de rețea, ceea ce era acceptabil pentru cazul de utilizare al afacerii.”
5) Cum decideți ce bază de date să utilizați pentru un anumit sistem?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul vrea să vadă cum aliniați opțiunile de stocare a datelor cu cerințele sistemului.
Exemplu de răspuns: „Evaluez modelele de acces la date, cerințele de consistență, nevoile de scalabilitate și complexitatea interogărilor. Bazele de date relaționale funcționează bine pentru date structurate și tranzacții, în timp ce bazele de date NoSQL sunt mai bune pentru randament ridicat și scheme flexibile.”
6) Cum ați proiecta un sistem care să gestioneze vârfurile bruște de trafic?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul îți testează capacitatea de a proiecta pentru scalabilitate și încărcare imprevizibilă.
Exemplu de răspuns: „Aș folosi grupuri de scalare automată, echilibratoare de încărcare și straturi de caching, cum ar fi depozitele în memorie. În ultimul meu rol, aceste tehnici au permis sistemului să absoarbă supratensiunile de trafic fără a afecta performanța.”
7) Ce rol joacă memoria cache în proiectarea sistemului și unde ați implementa-o?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul vrea să înțeleagă cum optimizați performanța și reduceți încărcarea serviciilor de bază.
Exemplu de răspuns: „Memorizarea în cache îmbunătățește timpul de răspuns și reduce încărcarea bazei de date. Poate fi implementată la mai multe niveluri, inclusiv la nivel de client, CDN, la nivel de aplicație și la nivel de cache al interogărilor bazei de date, în funcție de cazul de utilizare.”
8) Cum gestionați partiționarea și fragmentarea datelor?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul evaluează capacitatea dumneavoastră de a proiecta sisteme care scalează datele pe orizontală.
Exemplu de răspuns: „Aleg o cheie de sharding care distribuie uniform datele și minimizează interogările între shard-uri. De asemenea, planific re-sharding-ul și monitorizez distribuția datelor pentru a evita punctele fierbinți pe măsură ce sistemul crește.”
9) Descrieți o situație în care monitorizarea sistemului a influențat o decizie de proiectare.
Așteptat de la candidat: Intervievatorul vrea să vadă cum utilizați observabilitatea pentru a îmbunătăți fiabilitatea și performanța sistemului.
Exemplu de răspuns: „Monitorizarea indicatorilor precum latența și ratele de eroare a relevat un blocaj într-un serviciu API. Pe baza acestei informații, am reproiectat serviciul pentru a fi asincron, ceea ce a îmbunătățit semnificativ randamentul.”
10) Cum comunicați proiecte de sisteme complexe părților interesate fără cunoștințe tehnice?
Așteptat de la candidat: Intervievatorul îți evaluează abilitățile de comunicare și capacitatea de a alinia deciziile tehnice cu obiectivele afacerii.
Exemplu de răspuns: „Mă concentrez pe concepte de nivel înalt, utilizez diagrame și corelez componentele tehnice cu rezultatele afacerii. Această abordare ajută părțile interesate să înțeleagă valoarea și impactul designului fără a se pierde în detalii tehnice.”
