2주차 문제 - 4장 (처리율 제한 장치의 설계) ~ 5장 (안정 해시 설계)

[hodadako]

4장 (처리율 제한 장치의 설계)

• 처리율 제한, SSL 종단, 사용자 인증, IP 허용 목록 관리 등을 지원하는 완전 위탁관리형 서비스는?
  API GATEWAY
• 요청의 개수는 임계치를 절대 넘어설 수 없는 처리율 제한을 뭐라고 하나요?
  경성 처리율 제한

5장 (안정 해시 설계)

• 다음 사진은 서버 1에 장애가 생겨서 변화된 키 분포입니다. 현재 키 분포의 문제점에 대해 설명해주세요.
  

• 다음 항목을 참고하여 디스코드의 서버를 설계해주세요.

• 유저는 한번에 5개 이상의 서버에서 정보를 찾아올 수 있습니다.

• 유저가 가져와야하는 정보들은 항상 서버 여러 곳에 흩어져 있습니다.

• 유저가 서버 API에 1초에 보낼 수 있는 요청은 최대 50회입니다.

[Hju95]

4장(처리율 제한 장치의 설계)

• 단시간에 많은 트래픽이 몰리는 경우 큐에는 오래된 요청들이 쌓이게 되고, 그 요청들을 제때 처리 못하면 최신 요청들은 버려지는 알고리즘은 무엇일까요?
  A. 누출 버킷 알고리즘
• 사용자가 너무 많은 요청을 보내면 429 오류를 ??? 와 함께 반환하도록 하는데 ? 에 들어갈 말은?
  A. X-Ratelimit-Retry-After : 한도 제한에 걸리지 않으려면 몇 초 뒤에 요청을 다시 보내야하는지 알림

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5장(안정 해시 설계)

• 안정 해시의 기본 구현법 문제 중 하나인 키의 균등 분포를 달성하기 어려운 것을 해결하기 위해 제안된 기법은 복제 기법이다. O / X
  A. O

• 가상 노드를 사용했을 때 타협적 결정이 필요한 이유는?
  A. 가상 노드를 늘리면 표준 편차의 값은 더 떨어지나, 가상 노드 데이터를 저장할 공간은 더 많이 필요하게 된다
  → 가상노드를 더 많이 만들수록 노드를 관리하는 추가적인 정보들이 시스템 내 공간이 필요하다는 뜻

[yoonseon12]

4장 처리율 제한 장치의 설계

1. 전자 상거래 기업인 쇼피파이(Shopify)가 사용하고있는 누출 버킷 알고리즘은 토큰 버킷 알고리즘과 비슷하지만 (1) 이 다릅니다.

2. '고정 윈도 카운터 알고리즘'과 '이동 윈도 로깅 알고리즘'을 결합한 (1) 알고리즘은 메모리 효율이 좋고, 이전 시간대의 평균 처리율에 따라 현재 윈도의 상태를 계산하므로 짧은 시간에 몰리는 트래픽에도 잘 대응한다는 장점이 있습니다.

5장 안정 해시 설계

3. 해시 테이블 크기가 조정될 때 평균적으로 오직 k/n 개의 키만 재배치하는 해시 기술은 무엇인가요?

4. 위 사진과 같은 방법은 서버 풀의 크기가 고정되어 있을 때, 그리고 데이터 분포가 균등할 때는 잘 작동하지만 서버가 추가되거나 기존 서버가 삭제되면 문제가 생긴다. 어떤 문제가 발생하는지 서술하세요.

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답안

1. 요청처리율
2. 이동 윈도 카운터 알고리즘
3. 안정 해시
4. 장애가 발생한 서버에 보관되어 있는 키 뿐만 아니라 대부분의 키가 재분배되어 캐시 클라이언트가 데이터가 없는 엉뚱한 서버에 접속하게되어 캐시미스가 발생한다.

[c0olcode]

4장 처리율 제한 장치의 설계

• API에 처리율 제한 장치를 두면 *** 공격을 방지할 수 있다. ***은?
  A: DoS
• 처리율 제한 장치를 구현할 때 자주 사용되는 메모리 기반 저장장치?
  A: Redis
• 처리율 제한 알고리즘의 기본 아이디어에 대해 서술하시오. (처리율 제한 알고리즘 모두를 통틀어서 어떻게 동작하는지 한줄 요약)
  A: 얼마나 많은 요청이 접수 되었는지 추적할 수 있는 카운터를 추적 대상별로 두고 이 카운터의 값이 어떤 한도를 벗어나면 한도를 넘어 도착한 요청은 거부한다.

5장 안정 해시 설계

• 해시함수가 serverindex = hash(key) % N 일 때 발생하는 문제를 해결하기 위해 나온 기술은?
  A: 안정 해시

[oxix97]

1. 거부된 요청을 버리지 않고 보관할 수 있는 처리율 제한 알고리즘은?
   A. 이동 윈도 로깅 알고리즘

2. �여러 대의 서버와 병렬 스레드를 지원하도록 시스템을 확장하기 위해 고려해야할 2가지 문제
   A. 경쟁조건, 동기화

3. 파티션의 크기를 균등하게 유지 하기 위해 제안된 기법의 이름?
   A. 가상 노드

4. 어떤 문제가 발생해서 안정 해시 라는 것이 나오게 되었는지 원인에 대해 설명해주세요

serverIndex=hash(key)%N(서버 개수) , 서버 풀의 크기가 고정되어 있는 경우 균등하게 데이터 분포가 이루어져 있으면 문제가 없지만 서버가 추가되거나 삭제가 되는 경우 에 문제가 발생한다. 원인은 서버 개수에 따른 해시 값의 변동으로 키의 재분배가 일어났기 때문이며 대규모 캐시미스로 이루어지는 것을 막기 위해 등장했습니다.

[GBGreenBravo]

1. 처리율 제한 장치를 클라이언트에 둘 때 예상되는 문제점 2가지를 설명해주세요.

• 정답: 클라이언트 요청이 쉽게 위변조가 가능하다. / 모든 클라이언트의 구현을 통제하기가 어렵다.
• 클라이언트 측에서 요청 헤더나 다른 요청 매개변수를 조작하여 처리율 제한을 우회하거나 증가시키는 시도를 할 수 있다.
• 다양한 플랫폼, 디바이스, 브라우저에서 실행되는 다양한 클라이언트들이 존재하며, 이들의 환경과 구현은 매우 다릅니다. 특정 클라이언트에서는 처리율 제한 장치가 정상적으로 동작하지 않을 수 있고, 이를 고치기 위해서는 해당 클라이언트의 코드를 수정해야할 수 있습니다. 이는 모든 클라이언트의 구현을 통제하기 어렵게 만들어서 일관된 처리율 제한을 적용하기 어려울 수 있음.

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2. 단일 서버가 아닌 분산 환경에서 처리율 제한 장치를 구현할 때, 동기화 이슈를 유연하게 해결하기 위해 레디스를 쓰는 이유는 레디스가 ( ) 장치이기 때문이다. 괄호 안에 들어갈 단어는 무엇일까요?

• 정답: 중앙 집중형
• 분산 환경에서의 (중앙 집중형)데이터 저장소로 레디스가 적절. ⇒ 데이터 일관성 유지 가능
• 분산 시스템에서 여러 서버 간에 데이터를 효과적으로 공유하고 처리량을 분산시키기 위해 레디스를 사용. 레디스는 메모리 기반의 키-값 저장소로서 뛰어난 속도와 성능을 제공.

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3. Iptables를 사용하면 OSI 기준 ( ) 계층에 처리율 제한을 적용하는 것이 가능하다. 괄호 안에 들어갈 단어는 무엇일까요?

• 정답: 네트워크 계층
• 해설: iptables는 리눅스/유닉스 계열의 OS에서 네트워크 패킷 필터링 및 NAT(네트워크 주소 변환) 기능을 제어하기 위한 명령어 도구. 패킷이 네트워크 계층의 ip헤더까지 붙은 단위를 말하는 것이므로, 네트워크 계층.

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4. 다음 중, 안정 해시가 적용되는 영역이 아닌 것은 무엇일까요?

• 아마존 다이나모 데이터베이스(DynamoDB)의 파티셔닝 관련 컴포넌트
• 비트코인(Bitcoin)의 지갑 패스워드 해싱
• 아파치 카산드라(Apache Cassandra) 클러스터에서의 데이터 파티셔닝
• 디스코드(Discord) 채팅 어플리케이션
• 아카마이(Akamai) CDN
• 매그레프(Meglev) 네트워크 부하 분산기
• 정답: 비트코인(Bitcoin)의 지갑 패스워드 해싱
• • 보안 분야의 해싱을 말하므로, Consistent Hash(안정 해시)보다 Secure Hash(안전한 해시)가 적용되는 분야임.