[대규모 시스템 설계 기초] 8장 URL 단축기 설계

 

👩🏻‍🏫 URL 단축기를 설계해 주세요!

1️⃣ URL 단축: 주어진 긴 URL을 Short URL로 바꿔준다

    - 원본 URL을 Short URL로 단축해달라는 요청이 오면 Short URL을 제공한다.

2️⃣ URL 리디렉션: Short URL로 HTTP 요청이 오면 원래 원본 URL로 리디렉션 처리한다.

원본 URL: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdjLMLaq-B-5lw4By1lP80guXM972bFPLWS8xMP_1HQ7lmh6A/viewform?usp=sf_link
ShortURL: https://forms.gle/r4Bmp3fkbBhZrV1S6

 

 

✔️ URL 단축기를 설계할 때, 고려해볼 수 있는 것들

• URL의 길이
• 단축 URL에 포함될 문자 제한 (ex. 숫자, 영문자)
• 단축 URL을 시스템에서 지우거나 갱신할 수 있는가?
• 트래픽 규모
• 고가용성, 규모 확장성, 장애 감내

 

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API 엔드포인트

URL 단축 기능을 제공하기 위해서 2개의 API 엔드포인트가 필요하다!

1️⃣ URL 단축용 엔드포인트

Post /api/v1/data/shorten
- 인자: { longUrl: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdjLMLaq-B-5lw4By1lP80guXM972bFPLWS8xMP_1HQ7lmh6A/viewform?usp=sf_link}
- 반환: { shortUrl: https://forms.gle/r4Bmp3fkbBhZrV1S6 }

 

2️⃣ URL 리디렉션용 엔드포인트

GET /r4Bmp3fkbBhZrV1S6
- 반환
  - 301 Moved Permanently, Location: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdjLMLaq-B-5lw4By1lP80guXM972bFPLWS8xMP_1HQ7lmh6A/viewform?usp=sf_link
  - 302 Found, ...
  - HTTP 307 Temporary Redirect, ...

 

- 301로 리디렉션하면 클라이언트는 이 응답을 캐시하고, 추후 같은 단축 URL에 요청을 보낼 필요가 있을 때, 캐시된 원본 URL로 요청을 보낸다!

 

 

URL 단축

가장 중요한 것은 긴 URL을 해시 값으로 대응시킬 함수 fx를 찾는 것!

크게 해시 기반 변환, ID 기반 변환 2가지가 존재!

 

해시 기반 변환

✔️  충돌 후 해소법

1️⃣ CRC32, MD5, SHA-2 같이 잘 알려진 해시 함수를 이용하여 원본url을 해싱

CRC32	0b08099a
MD5	496D4DF453CF0774FDEC238CB47133FC
SHA-2	10eafe015bceb28399d2da3b9dc8667097e72990c0768820c80ba623

 

2️⃣ 해시값을 URL의 길이 만큼만 이용

CRC32	0b08099a
MD5	496D4DF4
SHA-2	10eafe01

 

🤔 이렇게 해시값의 일부만 사용하면 충돌이 발생할 확률이 높아지지 않을까?

💡 충돌이 발생하면, 충돌이 해소될 때까지, 사전에 정한 문자열을 해시값에 덧붙이고 다시 해시함수를 적용!

❗ 이 방법을 쓰면 Short URL을 만들 때 DB에 한번 이상 질의 해야 함으로 오버헤드가 발생할 수 있다! (블룸 필터로 성능 개선 가능)

 

 

✔️  base-62 변환법

1️⃣ 원본 url에 대한 유일 아이디를 생성한다. (책에서는 스노플레이크 방법을 채택했지만, 우린 분산 시스템이 아니므로 auto_increment, UUID를 사용해도 될 것 같음)

2️⃣ 이 ID를 62진수로 변환한다.

3️⃣ DB에 ID, ShortURL(ID에서 base-62를 적용한 값), 원본URL을 저장한다.

 

 

URL 단축기 처리 흐름

✔️ URL 단축 요청

1️⃣ 입력으로 긴 URL을 받는다.

2️⃣ 데이터 베이스에 해당 URL에 대응되는 ShortURL이 있는지 검사한다.

3️⃣ - 1️⃣ 데이터 베이스에 있다면, 대응되는 ShortURL을 클라이언트에게 반환한다.

3️⃣ - 2️⃣  데이터베이스에 없다면, URL 단축 로직을 실행하고 데이터 베이스에 저장한 뒤 클라이언트에게 반환한다.

 

✔️ 단축 URL로 요청

1️⃣ 입력으로 ShortURL을 받는다.

2️⃣ 데이터베이스에서 원본 URL을 찾아 리디렉션한다.

❕ 이 과정에서 DB 요청 횟수를 줄이기 위해 캐시를 사용할수도 있음