قبل از اینکه برای فروشگاه انبار اجاره کنی، روی کاغذ حساب میکنی: روزی چند جعبه میآید؟ پنج سال دیگر قفسهها جا دارند؟ دقت گرم نیست؛ میخواهی بفهمی مسئله کیلوست یا تن. در طراحی سیستم به این کار میگویند Back-of-envelope.
هدف تخمین، دقت اعشار نیست. هدف Order of Magnitude است: صد درخواست در ثانیه است یا صد هزار؟ ده گیگابایت است یا ده پتابایت؟ همین مرتبه، ابزار را عوض میکند.
اعدادی که هر طراح از حفظ است
این جدول فیزیک است، سلیقه نیست. معماری مدرن از همین اختلاف سرعتها ساخته شده. اگر این مرتبهها را ندانی، Cache و CDN برایت اسم لوکس میمانند، نه جواب یک عدد.
| عملیات | زمان تقریبی |
|---|---|
| خواندن از RAM | ~100ns |
| خواندن SSD | ~100µs |
| Seek دیسک چرخان | ~10ms |
| رفتوبرگشت داخل یک دیتاسنتر | ~0.5ms |
| رفتوبرگشت بین قارهها | ~150ms |
| فشردهسازی 1KB | ~10µs |
نتیجه: RAM هزاربرابر SSD و SSD صدبرابر دیسک سریعتر است — پس Cache میسازیم. رفتوبرگشت بینقارهای سیصد برابر داخل دیتاسنتر است — پس CDN و چند-Region میسازیم. فیزیک را دور نمیزنی؛ داده را نزدیک میکنی.
فرمولهای سریع
اینها را مثل متر خیاطی ببین. دقیق نیستند؛ برای بریدن پارچه کافیاند.
- یک روز ≈ 86,400 ثانیه ≈ 10⁵ ثانیه. برای تخمین سرانگشتی همین 10⁵ کافی است.
- 1M درخواست در روز ≈ 12 QPS میانگین. Peak را دو تا پنج برابر میانگین بگیر.
- 1M کاراکتر متن ≈ 1MB. یک عکس موبایل ≈ 300KB تا 3MB.
- ذخیره پنجساله = روزانه × 365 × 5 × ضریب Replication — معمولاً ×3.
مثال حلشده: سرویس اشتراک عکس
فرض کن 10M DAU داری. هر کاربر روزی دو عکس یکمگابایتی آپلود میکند و بیست عکس میبیند. بلند حساب کن، گرد کن، بعد ببین عدد چه معماریای را اجباری میکند.
- QPS آپلود: 20M ÷ 10⁵ ≈ 200 میانگین → Peak ≈ 500 تا 1000.
- QPS خواندن: 200M ÷ 10⁵ ≈ 2,000 میانگین → Peak ≈ 5,000 تا 10,000. سیستم Read-Heavy است.
- Storage روزانه: 20M × 1MB = 20TB. پنجساله با ×3 Replication ≈ 110PB. Object Storage و CDN اجباریاند، نه یک دیسک روی Server.
- نسبت خواندن به نوشتن 10:1 است. پول را روی Cache و CDN بگذار، نه فقط روی یک دیتابیس قویتر.
به زبان ساده
Back-of-envelope یعنی قبل از اجاره انبار، روی کاغذ بفهمی مسئله کیلوست یا تن. دقت اعشار نیست؛ Order of Magnitude است.
مثال واقعی
۲۰ میلیون عکس یکمگابایتی در روز یعنی حدود ۲۰TB؛ همین عدد میگوید عکس را در دیتابیس معمولی نگذار.