System Design on AWS

☁️ سازمان‌هایی که به ساخت برنامه‌های پیچیده و در مقیاس بزرگ در فضای ابری می‌پردازند، با چالش‌های متعددی روبه‌رو هستند. از انتخاب ابزارهای مناسب گرفته تا برآورد منابع لازم برای اجرا، تقریباً هر راه‌حل، مجموعه‌ای از تصمیمات و مصالحه‌های پیچیده به همراه دارد.

AWS با فراهم‌کردن بستری جامع برای ساخت و مقیاس‌پذیری این برنامه‌ها، گزینه‌ای قدرتمند است. این راهنمای کاربردی به شما کمک می‌کند تا بدانید از کدام بخش‌های AWS استفاده کنید و چگونه آن‌ها را در کنار یکدیگر به‌درستی به‌کار ببندید.

نویسندگان جیانت کومار و ماندیپ سینگ، معماران نرم‌افزار و مهندسان سیستم را به دانش بنیادین طراحی سامانه و خدمات AWS مجهز می‌کنند تا بتوانند تصمیم‌های هوشمندانه گرفته و چالش‌های طراحی و مقیاس‌پذیری معماری نرم‌افزار سازمانی را پشت سر بگذارند. با بررسی نمونه‌های واقعی، می‌آموزید که چگونه این اصول و منابع در حل مسائل دنیای واقعی به‌کار می‌روند.

📘 در این کتاب خواهید آموخت:

• مبانی و بهترین شیوه‌های طراحی موفق سیستم‌ها
• آشنایی با خدمات کلیدی AWS، نقاط قوت و محدودیت‌های آن‌ها در ساخت سامانه‌های بزرگ‌مقیاس
• الگوها و اصول مهندسی پشتیبان سامانه‌های بزرگ و طراحی معماری با تمرکز بر مقیاس‌پذیری، عملکرد و تاب‌آوری
• شناخت معماری‌های کارآمد، کم‌هزینه و بهینه بر بستر AWS و ابزارها و فریم‌ورک‌های مناسب هر کاربرد

📚 فهرست مطالب

بخش اول: مبانی طراحی سیستم

1. مصالحه‌ها و دستورالعمل‌های طراحی سیستم
2. انواع ذخیره‌سازی و پایگاه‌های داده رابطه‌ای
3. ذخیره‌سازی‌های غیررابطه‌ای
4. سیاست‌ها و راهبردهای کشینگ
5. روش‌ها و تکنیک‌های متعادل‌سازی بار (Load Balancing)
6. شبکه‌ها و پروتکل‌های ارتباطی
7. کانتینرسازی، ارکستریشن و استقرار
8. الگوها و معماری‌های طراحی

بخش دوم: بررسی عمیق خدمات AWS

9. خدمات شبکه در AWS

10. خدمات ذخیره‌سازی AWS

11. خدمات پردازشی AWS

12. خدمات پیام‌رسانی، ارکستریشن، پایش و مدیریت دسترسی

13. خدمات کلان‌داده، تحلیل و یادگیری ماشین

بخش سوم: نمونه‌های کاربردی طراحی سیستم

14. طراحی سرویس کوتاه‌کننده URL

15. طراحی خزنده وب و موتور جست‌وجو

16. طراحی شبکه اجتماعی و سامانه فید خبری

17. طراحی جدول امتیاز بازی آنلاین

18. طراحی سامانه رزرو هتل

19. طراحی برنامه گفت‌وگو (چت)

20. طراحی خط پردازش ویدیو برای سرویس پخش آنلاین

21. طراحی پلتفرم معاملات آنلاین سهام

👨‍💼 درباره نویسندگان

جیانت کومار شاعر، معمار فنی (AWS Solutions Architect Professional)، کارآفرین، رهبر مهندسی و استاد یار است.

او کارشناسی خود را از IIT Bombay و کارشناسی ارشد خود را از UCLA در رشته علوم کامپیوتر گرفته است. سابقه فعالیت او شامل مهندسی نرم‌افزار در SAP آلمان و SAP Silicon Valley و همچنین مدیریت مهندسی در شرکت‌هایی مانند Goodhealth، Delhivery و Amazon است.

تجربه‌های متنوعش او را در حوزه‌های فناوری، فرایند و رهبری محصول توانمند ساخته است. او همواره به دنبال چالش‌های جدید یادگیری و ایجاد سامانه‌هایی است که در برابر گذر زمان مقاوم بمانند.

ماندیپ سینگ مدرس و مهندس نرم‌افزار است که به ساخت سامانه‌های ساده و مقیاس‌پذیر علاقه‌مند است. او فارغ‌التحصیل مؤسسه فناوری ارتش (Army Institute of Technology) بوده و سابقه فعالیت در Amazon، Jupiter و Kyndryl را دارد. تجربه‌اش حوزه‌هایی چون نوسازی زیرساخت ابری، لجستیک تجارت الکترونیکی، انطباق و سامانه‌های پرداخت را در بر می‌گیرد.

او با اشتراک‌گذاری دانش خود در زمینه Cloud و System Design در یوتیوب و لینکدین، به رشد دیگران کمک می‌کند. در اوقات فراغت از دویدن صبحگاهی، وزنه‌برداری، آشپزی و وقت‌گذرانی با خانواده در آرامش زادگاهش لذت می‌برد.

Enterprises building complex and large-scale applications in the cloud face multiple challenges. From figuring out the right tools to estimating the right provisioning, nearly every solution comes with a complicated set of choices and trade-offs. AWS provides a one-stop shop for building and scaling these applications, and this practical guide helps you decide which pieces to use and how to fit them together.

Authors Jayanth Kumar and Mandeep Singh equip software architects and engineers with essential AWS and system design knowledge to help you make good decisions and overcome the challenges of designing and scaling enterprise software architecture. By diving into specific use cases, you’ll understand how these principles and resources can be applied to real-world problems.

With this book, you will:

• Learn the basics and best practices of successful system design
• Understand key AWS services and their strengths and limitations for building large-scale systems
• Examine engineering patterns and principles that best support large-scale systems, and learn how to design architecture with scalability, operations, and resilience in mind
• Learn what highly performant and cost-optimized architectures look like on AWS and the tools and frameworks that are best for specific use cases

Table of Contents

Part I. System Design Basics

Chapter 1. System Design Trade-offs and Guidelines

Chapter 2. Storage Types and Relational Stores

Chapter 3. Nonrelational Stores

Chapter 4. Caching Policies and Strategies

Chapter 5. Load Balancing Approaches and Techniques

Chapter 6. Communication Networks and Protocols

Chapter 7. Containerization, Orchestration, and Deployments

Chapter 8. Architectural Designs and Patterns

Part II. Diving Deep into AWS Services

Chapter 9. AWS Network Services

Chapter 10. AWS Storage Services

Chapter 11. AWS Compute Services

Chapter 12. AWS Messaging, Orchestration, Monitoring, and Access Management Services

Chapter 13. Big Data, Analytics, and Machine Learning Services

Part Ill. System Design Use Cases

Chapter 14. Designing a URL Shortener Service

Chapter 15. Designing a Web Crawler and Search Engine

Chapter 16. Designing a Social Network and Newsfeed System

Chapter 17. Designing an Online Game Leaderboard

Chapter 18. Designing a Hotel Reservation System

Chapter 19. Designing a Chat Application

Chapter 20. Designing a Video-Processing Pipeline for a Streaming Service

Chapter 21. Designing an Online Stock-Trading Platform

About the Authors

Jayanth Kumar is a published poet, a technical architect (AWS Solutions Architect Professional), an entrepreneur, an engineering leader and an assistant professor too.

He earned his bachelor’s degree from IIT Bombay and his master’s degree from UCLA in Computer Science departments. He formerly held the positions of software engineer at SAP Germany and SAP Silicon Valley. Later, as an entrepreneur, he held the positions of Head of Engineering at Goodhealth, Engineering Manager at Delhivery, and Software Development Manager at Amazon. These challenging experiences made him grow not just into Technology but also into People, Processes and Product leadership.

He always seeks to challenge himself with new learning opportunities and focuses on building robust mechanisms and systems, which will stand the test of the time.

Mandeep Singh is an educator and software engineer with a strong passion for building simple, scalable systems. A graduate from the Army Institute of Technology, he has held various engineering roles at Amazon, Jupiter, and Kyndryl. His experience spans multiple domains, including cloud infrastructure modernization, ecommerce logistics and compliance, and payment systems.

He supports the learning and development of others by sharing lessons on Cloud and System Design on his YouTube channel and LinkedIn. Outside of work, he enjoys morning runs, weight lifting, cooking, and spending time with his family in the serene ambience of his hometown.