آموزش طراحی سیستم جامع برای مبتدیان: ساخت سیستم‌های مقیاس‌پذیر - آخرین آپدیت

سرفصل ها و درس ها

مقدمه دوره Introduction to the Course

• این دوره درباره چیست What is this Course About

• چرا باید این دوره را بگذرانید؟ Why You should take this Course?

• یک درخواست One ask

• نحوه پیشروی در دوره How to Take up with Course

ماژول ۱ — مبانی و مدل‌های ذهنی Module 1 — Foundations & Mental Models

• طراحی سیستم چیست؟ What is System Design?

• ذهنیت طراحی سیستم System Design Mindset

• نیازمندی‌های کاربردی در برابر غیرکاربردی Functional vs Non-Functional Requirements

• ستون‌ها: مقیاس‌پذیری، قابلیت اطمینان، در دسترس بودن، قابلیت نگهداری Pillars Scalability, Reliability, Availability, Maintainability

• تأخیر در برابر نرخ تراکنش Latency vs throughput

• ریاضیات تخمین سریع Back-of-the-envelope math

• کوییز Quiz

ماژول ۲ — بلوک‌های سازنده هر سیستم Module 2 — The Building Blocks of Any System

• مدل کلاینت-سرور Client–server model

• سرور از نظر فیزیکی چیست What is a server, physically

• آدرس‌های IP، پورت‌ها، DNS IP addresses, ports, DNS

• HTTP و HTTPS HTTP & HTTPS

• TCP در برابر UDP TCP vs UDP

• REST API 12 REST API

• سایر سبک‌های API که خواهید شنید 13 Other API styles you'll hear about

• قرارداد API چیست؟ What is an API contract?

• کوییز ماژول ۲ Quiz - Module 2

ماژول ۳ — مبانی ذخیره‌سازی Module 3 — Storage Fundamentals

• سلسله مراتب حافظه Memory hierarchy

• دیتابیس واقعاً چیست؟ What is a database, really?

• دیتابیس‌های رابطه‌ای (SQL) Relational (SQL) databases

• NoSQL: چهار خانواده اصلی NoSQL: the four families

• SQL در برابر NoSQL: چگونه تصمیم بگیریم SQL vs NoSQL: how to actually decide

• اندکس‌ها — مهم‌ترین مفهوم دیتابیس که مبتدیان نادیده می‌گیرند Indexes — the most important DB concept beginners skip

• تراکنش‌ها و ACID Transactions & ACID

• ذخیره‌سازی Object و Blob Object & blob storage

• مقایسه ذخیره‌سازی فایل، بلوکی و شیء-محور File storage vs block storage vs object storage

• کوییز ماژول ۳ Quiz Module 3

ماژول ۴ — مقیاس‌بندی: از یک سرور تا چندین سرور Module 4 — Scaling: From One Server to Many

• معماری تک سرور The single-server architecture

• مقیاس‌بندی عمودی (Scaling Up) Vertical scaling (scaling up)

• مقیاس‌بندی افقی (Scaling Out) Horizontal scaling (scaling out)

• سرویس‌های بدون وضعیت در برابر وضعیت‌دار Stateless vs stateful services

• لود بالانسرها (Load Balancers) Load balancers

• دیاگرام کلاسیک معماری وب The classic web architecture diagram

• Read Replicas و ساختارهای Primary/Replica Read replicas & primary/replica setups

• مبانی Sharding Sharding 101

• بخش‌بندی عمودی Vertical partitioning

• کوییز ماژول ۴ Quiz Module 4

ماژول ۵ — کشینگ (Caching) Module 5 — Caching

• کش چیست و چرا وجود دارد؟ What is a cache and why does it exist?

• محل قرارگیری کش در سیستم Where caches live in a system

• الگوهای کشینگ Cache patterns

• سیاست‌های حذف از کش (Eviction Policies) Cache eviction policies

• ابطال کش — سخت‌ترین مسئله علوم کامپیوتر Cache invalidation — "the hardest problem in CS"

• Redis و Memcached در ۱۰ دقیقه Redis & Memcached in 10 minutes

• شبکه‌های توزیع محتوا (CDNs) CDNs (Content Delivery Networks)

• کوییز ماژول ۵ Quiz Module 5

ماژول ۶ — ارتباط بین سرویس‌ها Module 6 — Communication Between Services

• ارتباطات همزمان در برابر غیرهمزمان Synchronous vs asynchronous communication

• صف‌های پیام (Message Queues) Message queues

• الگوی Pub/Sub Pub/Sub

• Polling، Long Polling، WebSockets و SSE Polling, long polling, WebSockets, Server-Sent Events

• وب‌هوک‌ها (Webhooks) Webhooks

• کوییز ماژول ۶ Quiz Module 6

ماژول ۷ — قابلیت اطمینان، در دسترس بودن و خطا Module 7 — Reliability, Availability & Failure

• چرا سیستم‌ها شکست می‌خورند Why systems fail

• افزونگی و تکثیر Redundancy & replication

• Failover و بازیابی پس از فاجعه Failover & disaster recovery

• نقاط تک شکست (SPOFs) Single points of failure (SPOFs)

• قضیه CAP — نسخه مبتدی The CAP theorem — beginner edition

• سازگاری نهایی در برابر سازگاری قوی Eventual consistency vs strong consistency

• بررسی سلامت، تلاش مجدد و Timeouts Health checks, retries, timeouts

• محدود کردن نرخ و Throttling Rate limiting & throttling

• کوییز ماژول ۷ Quiz Module 7

ماژول ۸ — مبانی امنیت برای طراحان سیستم Module 8 — Security Basics for System Designers

• احراز هویت در برابر سطح دسترسی Authentication vs authorization

• HTTPS، TLS و نحوه کار قفل امنیتی HTTPS, TLS, and how a padlock works

• حملات رایجی که هر طراح باید بشناسد Common attacks every designer should know by name

• رمزنگاری در حالت استراحت در برابر حالت انتقال Encryption at rest vs in transit

• مدیریت اسرار (Secrets Management) Secrets management

• کوییز ماژول ۸ Quiz Module 8

ماژول ۹ — قابلیت مشاهده و عملیات Module 9 — Observability & Operations

• لاگ، متریک و تریس — سه ستون قابلیت مشاهده Logs, metrics, traces — the three pillars of observability

• مبانی مانیتورینگ و هشداردهی Monitoring & alerting basics

• مدل‌های استقرار (Deployment) Deployment models

• کانتینرها و ارکستراسیون از نظر مفهومی Containers & orchestration, conceptually

• میکروسرویس در برابر Monolith — مقایسه صادقانه Microservices vs monolith — the honest comparison

• کوییز Quiz

ماژول ۱۰ — چارچوب مصاحبه Module 10 — The Interview Framework

• چارچوب ۶ مرحله‌ای مصاحبه طراحی سیستم 63. The 6-step system design interview framework

• مرحله ۱: شفاف‌سازی نیازمندی‌ها Step 1 - Clarifying Requirements

• مرحله ۲: تخمین مقیاس Step 2 - Estimate the Scale

• مرحله ۳: طراحی معماری سطح بالا Step 3 - Designing the High-Level Architecture

• مرحله ۴: بررسی عمیق اجزای کلیدی Step 4 - Deep Dive into Key Components

• مرحله ۵: شناسایی گلوگاه‌ها و حذف نقاط تک شکست Step 5 - Identifying Bottlenecks and Eliminating Single Points of Failure

• مرحله ۶: بحث درباره Trade-offها Step 6 - Discussing Trade-Offs

• کوییز Quiz

پروژه نهایی ۱: طراحی کوتاه کننده لینک (bit.ly) CAPSTONE 1 - Design a URL Shortener (bit.ly)

• بخش ۱: مسئله و نیازمندی‌ها Part_01 The Problem and Requirements

• بخش ۲: تخمین و طراحی اولیه Part_02 Estimation and Naive Design

• بخش ۳: تولید URL، هشینگ و رشته‌های تصادفی Part_03 URL Generation Hashing and Random Strings

• بخش ۴: Base62 و شناسه‌های Snowflake Part_04 Base62 and Snowflake IDs

• بخش ۵: مسیر خواندن و معرفی Redis Part_05 Read Path and Introducing Redis

• بخش ۶: استراتژی‌های کش و مسئله تحلیل داده‌ها Part_06 Cache Strategies and the Analytics Problem

• بخش ۷: Kafka و معماری رویداد-محور Part_07 Kafka and Event Driven Architecture

• بخش ۸: مقیاس‌بندی دیتابیس، تکثیر و Sharding Part_08 Scaling the Database Replicas and Sharding

• بخش ۹: Consistent Hashing، ترافیک ویروسی و CDNها Part_09 Consistent Hashing Viral Traffic and CDNs

• بخش ۱۰: در دسترس بودن، امنیت و معماری نهایی Part_10 Availability Security and Final Architecture

جمع‌بندی Conclusion

• جمع‌بندی Conclusion