[가상면접 사례로 배우는 대규모 시스템 설계 기초] Ch7. 분산 시스템을 위한 유일ID 생성기 설계

요구사항

- ID는 유일해야 한다.

- ID는 숫자로만 구성되어야 한다.

- ID는 64비트로 표현될 수 있는 값이어야 한다.

- ID는 발급 날짜에 따라 정렬 가능해야 한다.

- 초당 10,000개의 ID를 만들 수 있어야 한다. 

 

개략적 설계 

- 다중 마스터 복제 (multi-master replication) 

- UUID (universally unique identifier)

- 티켓 서버 (ticket server)

- 트위터 스노플레이크 (twitter snowflake) 접근법 

 

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다중 마스터 복제 (multi-master replication) :

다음 id값을 구할때 k(데이터베이스 서버의 수) 만큼 증가 

- 장점 : 규모 확장성 문제를 해결할 수 있다. 

- 단점

ㄴ 여러 데이터 센터에 걸쳐 규모를 늘리기 어렵다.

ㄴ ID의 유일성은 보장 되겠지만 그 값이 시간 흐름에 맞추어 커지도록 보장할 수는 없다. 

ㄴ 서버를 추가하거나 삭제할 때도 잘 동작하도록 만들기 어렵다. 

 

 

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UUID :

컴퓨터 시스템에 저장되는 정보 유일하게 식별하기 위한 128비트짜리 수 

- 장점 

ㄴ UUID 를 만드는 것은 단순하다. 서버 사이의 조율이 필요 없으므로 동기화 이슈도 없다. 

ㄴ 각 서버가 자기가 쓸 ID를 알아서 만드는 구조이므로 규모 확정도 쉽다.

- 단점

ㄴ ID가 128비트로 길다. 이번 장에서 다루는 문제의 요구사항은 64비트이다. 

ㄴ ID를 시간 순으로 정렬할 수 없다. 

ㄴ ID에 숫자(numeric) 아닌 값이 포함될수 있다. 

 

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티켓 서버 :

플리커(Flicker)에서 사용되는 기술로 중앙 집중형으로 하나만 써서 유일성이 보장되는 ID를 만들어 내는법. 

- 장점

ㄴ 유일성이 보장되는 오직 숫자로만 구성된 ID를 쉽게 만들 수 있다. 

ㄴ 구현하기 쉽고, 중소 규모 애플리케이션에 적합하다.

- 단점

ㄴ 티켓 서버가 SPOF(Single-Point-Of-Failure)가 된다. 

 

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트위터 스노플레이크 접근법 : 

1비트	41비트	5비트	5비트	12비트
0	타임스탬프	데이터센터 ID	서버ID	일련번호

 

- 사인비트 : 1비트 할당.

- 타임스탬프 : 41비트 할당

- 데이터센터ID  5비트 할당. 따라서 2^5 = 32개의 데이터 센터 사용 

- 서버 ID : 5비트 할당.  따라서 2^5 = 32개의 서버 사용 

- 일련번호 : 각서버마다 1만큼 증가. 1밀리초가 경과할 때마다 0으로 초기화 

 

 

추가 논의사항

- 시계 동기화 : ID생성 서버들이 서로 다른 시계를 사용한다면 ? 

ㄴ NTP(Network Time Protocol)이 해결하는 가장 보편적 수단

- 각 절(section) 길이 최적화 : 동시성이 낮고 수명이 긴 어플리케이션의 경우 ?

ㄴ 일련번호 길이를 줄이고 타임스탬프 길이를 늘리는 것이 효율적 

- 고가용성 : 필수 컴포넌트이므로 높은 가용성을 제공해야함.