Snelcursus System Design

Les 1 • Schaal en Capaciteit Schatten

Leert vuistregelberekeningen om systemen te dimensioneren voordat ze worden ontworpen. Nauwkeurige schattingen voorkomen over-engineering en onderdimensionering.

Les 2 • Kernconcepten van Gedistribueerde Systemen

Introduceert latentie, doorvoer, beschikbaarheid en consistentie als de vier pijlers van gedistribueerd redeneren. Deze concepten vormen de basis voor elke later besproken afweging.

Les 3 • Systeemvereisten Definiëren

Behandelt gestructureerde vereistenverzameling met behulp van verduidelijkende vragen en constraint-mapping. Produceert een duidelijke probleemstelling die alle volgende ontwerpbeslissingen stuurt.

Les 1 • Real-Time Communicatietechnieken

Onderzoekt WebSockets en streamingprotocollen voor datastromen met lage latentie en bidirectionele gegevensuitwisseling. Bereidt studenten voor op het ontwerpen van chat-, game- en live-feed-systemen.

Les 2 • Hoe het Internet Werkt

Behandelt DNS-resolutie, TCP/IP en HTTP als de ruggengraat van webcommunicatie. Biedt de netwerkcontext die nodig is om over latentie en betrouwbaarheid te redeneren.

Les 3 • Synchrone vs. Asynchrone Communicatie

Onderscheidt request-response van event-gestuurde patronen en hun impact op koppeling. Asynchroon ontwerp is fundamenteel voor schaalbare, veerkrachtige architecturen.

Les 1 • NoSQL Databasecategorieën

Onderzoekt key-value-, document-, column-family- en graph-opslag met hun ideale gebruiksscenario's. Het matchen van datamodel aan opslagtype is de centrale vaardigheid van dit onderdeel.

Les 2 • Databaseschalingstrategieën

Behandelt replicatie, sharding en leesreplica's als de primaire hulpmiddelen voor het schalen van opslag. Elke strategie introduceert specifieke consistentie- en operationele afwegingen.

Les 3 • Relationele Databasegrondslagen

Bespreekt ACID-eigenschappen, normalisatie en indexering als de kern van relationele opslag. Deze concepten zijn vereisten voor het begrijpen wanneer men verder moet gaan dan SQL.

Les 1 • Cache-invalidatiestrategieën

Behandelt write-through, write-behind en cache-aside als de drie kernbenaderingen voor invalidatie. Onjuiste invalidatie is de belangrijkste oorzaak van bugs met verouderde gegevens.

Les 2 • Basisprincipes van Caching

Definieert cache hits, misses, verwijderingsbeleid en TTL als het vocabulaire van caching. Inzicht in deze mechanismen is vereist voordat een cachingpatroon wordt toegepast.

Les 3 • Geavanceerde Cachinguitdagingen

Behandelt thundering herd-, cache stampede- en hotspot-problemen die optreden bij schaalvergroting. Het oplossen ervan vereist probabilistische technieken en zorgvuldig sleutelontwerp.

Les 1 • Verticaal vs. Horizontaal Schalen

Contrasteert het opschalen van één machine met het uitschalen over meerdere nodes. Horizontaal schalen is de basis van moderne cloud-native architectuur.

Les 2 • Auto-Scaling en Elasticiteit

Behandelt reactief en voorspellend auto-scalingbeleid gekoppeld aan metrieken en schema's. Goed schaalbeleid voorkomt zowel overdimensionering als verkeersgerelateerde uitval.

Les 3 • Wereldwijde Verkeersdistributie

Introduceert GeoDNS, anycast-routing en multi-regio active-active-implementaties. Wereldwijde distributie vermindert latentie voor internationale gebruikers en verbetert de rampbestendigheid.

Les 1 • Eventstreamingplatforms

Behandelt log-gebaseerd streamen als een duurzaam, herbruikbaar alternatief voor traditionele wachtrijen. Streamen maakt real-time analytics, event sourcing en audittrails mogelijk.

Les 2 • Event-Gestuurde Architectuurpatronen

Past event sourcing, CQRS en saga-patronen toe op complexe gedistribueerde workflows. Deze patronen lossen consistentieproblemen op die two-phase commit niet aankan op schaal.

Les 3 • Leveringsgaranties en Ordening

Onderscheidt at-most-once, at-least-once en exactly-once leveringssemantiek. Ordeningsgaranties beïnvloeden de correctheid in financiële, voorraad- en auditsystemen.

Les 1 • Chaos Engineering en SLO-beheer

Past gecontroleerde foutinjectie toe om veerkrachtaannames te valideren voordat productie-incidenten optreden. SLO's vertalen betrouwbaarheidsdoelen naar meetbare, uitvoerbare doelstellingen.

Les 2 • Foutmodi in Gedistribueerde Systemen

Catalogiseert netwerkpartities, node-crashes en Byzantine-fouten als de primaire foutklassen. Het herkennen van foutmodi is de voorwaarde voor het ontwerpen ertegen.

Les 3 • Circuit Breakers en Bulkheads

Introduceert circuit breakers en bulkhead-isolatie als de twee primaire foutinsluitingspatronen. Deze voorkomen dat één falende afhankelijkheid het hele systeem doet instorten.

Les 1 • Het Ontwerpen van een URL-verkorter

Past het raamwerk toe op een klassiek, goed afgebakend probleem dat hashing, omleiding en analyses omvat. Toont aan hoe eenvoudige vereisten diepe opslag- en cachingbeslissingen onthullen.

Les 2 • Het Ontwerpen van een Gedistribueerde Rate Limiter

Bouwt een token bucket- en sliding window-rate limiter die werkt over meerdere nodes. Toont aan hoe gedistribueerd toestandsbeheer schijnbaar eenvoudige algoritmen compliceert.

Les 3 • Het Ontwerpen van een Notification System

Behandelt multi-channel levering, prioriteitswachtrijen en deduplicatie voor push, e-mail en SMS. Integreert berichten-, opslag- en betrouwbaarheidspatronen uit alle voorgaande hoofdstukken.

Les 4 • Het Ontwerpen van een Social Media Feed

Pakt fan-out on write vs. fan-out on read aan voor nieuwsfeedgeneratie op schaal. Legt de spanning bloot tussen schrijfamplificatie en leeslatentie in scenario's met veel volgers.