Navrhněte škálovatelný systém pro zasílání zpráv, který podporuje 150 milionů uživatelů, 75 milionů DAU, 225 milionů MAU, 1,2 milionu peak QPS čtení / 300k zápisů, 5 milionů současných uživatelů, 60 PB nových dat ročně, růst o 30 % ročně, SLA 99,95 %, p99 <200 ms pro čtení, <300 ms pro zápis. KONTEKST Je třeba navrhnout distribuovaný systém zasílání zpráv, podobný WhatsApp, který podporuje 1:1 a skupinové chaty, zajišťuje doručování zpráv, zobrazuje online statusy uživatelů a umožňuje přenos multimediálních souborů (fotky, videa, audio). Systém musí zajistit vysokou dostupnost a nízkou latenci, podporovat vysoký paralelismus a škálovat na globální úrovni. POŽADAVKY NA FUNKCE - Podpora osobních (1:1) a skupinových chatů s možností přidávat/odstraňovat účastníky - Odesílání a přijímání textových zpráv a multimediálních souborů Není zřejmá jasná implementace end-to-end šifrovacího mechanismu na úrovni služeb nebo klientů, kromě obecné poznámky. - Chybí explicitní popis sharding a replikace databází podle chat_id nebo user_id pro škálovatelnost a odolnost vůči chybám. - Neexistuje jasná komponenta nebo mechanismus pro offline synchronizaci zpráv a potvrzení doručení. - Není jasné, jak je prováděno vyvažování zátěže mezi databázemi a službami, zejména při špičkových zatíženích. **Kritické body k zvážení:**

При проектировании масштабируемого мессенджера с такими требованиями важно учесть несколько ключевых аспектов:

1. Шардинг и репликация данных

   • Разделение данных по user_id или chat_id для распределения нагрузки между базами.
   • Репликация для обеспечения отказоустойчивости и быстрого чтения.

2. Обработка офлайн-синхронизации и delivery receipts

   • Хранение сообщений на сервере до подтверждения доставки.
   • Механизмы push-уведомлений и синхронизации при повторном подключении.

3. Балансировка нагрузки

   • Использование балансировщиков на уровне API и сервисов.
   • Горизонтальное масштабирование микросервисов.

4. Обеспечение SLA и низкой задержки

   • Кэширование часто запрашиваемых данных (например, online-статусов).
   • Использование быстрых хранилищ (in-memory, NoSQL) для сообщений и статусов.

5. Мультимедийные файлы

   • Отдельное хранилище (CDN, Object Storage) для медиа.
   • Асинхронная загрузка и доставка.

6. Безопасность

   • End-to-end шифрование желательно реализовать на клиенте.
   • Сервер отвечает за маршрутизацию и хранение зашифрованных данных.

7. Архитектура сервисов

   • Микросервисный подход: отдельные сервисы для сообщений, пользователей, мультимедиа, уведомлений.
   • Очереди сообщений (Kafka, RabbitMQ) для обработки пиковых нагрузок.

8. Мониторинг и алертинг

   • Метрики производительности, задержек, ошибок.
   • Автоматическое масштабирование при росте нагрузки.

В итоге, архитектура должна быть распределённой, с чётким разделением ответственности, поддержкой горизонтального масштабирования и высокой доступности. Особое внимание стоит уделить механизмам доставки сообщений, синхронизации офлайн-пользователей и эффективному хранению больших объёмов данных.