System Design

システム設計スキル

目的

ソリューションアーキテクトエージェントが、適切なパターン、テクノロジー、統合戦略を選択し、ソフトウェアシステムの高レベルな構造を設計できるようにします。

アーキテクチャパターン

1. モノリシック

• ユースケース：小規模なスタートアップ、シンプルなドメイン、初期開発の迅速化。
• メリット：デプロイがシンプルで、デバッグが容易です。
• デメリット：スケーラビリティに限界があり、密結合になります。

2. マイクロサービス

• ユースケース：複雑なエンタープライズ、明確に分かれたドメイン、個別のスケーリング。
• メリット：サービスごとにテクノロジースタックを選択でき、スケーラブルです。
• デメリット：分散システムの複雑さ、ネットワーク遅延、データ整合性の問題があります。

3. イベント駆動型

• ユースケース：リアルタイムのインタラクション、高い疎結合性。
• コンポーネント：プロデューサー、コンシューマー、イベントバス（Kafka、RabbitMQ）。

4. サーバーレス

• ユースケース：イベントによってトリガーされる処理、負荷の変動が大きい場合。
• メリット：使用量に応じた課金で、インフラ管理が不要です。

主要な設計上の決定（「〜性」）

• スケーラビリティ：垂直（より大きなマシン）対水平（より多くのマシン）。
• 可用性：冗長化、フェイルオーバー戦略。ロードバランサー。
• 信頼性：サーキットブレーカー、リトライ、結果整合性。
• 保守性：クリーンコード、ドキュメント、モニタリング。
• セキュリティ：認証（OAuth）、認可（RBAC）、暗号化。

API 設計戦略

• REST：標準的なリソースベースの設計。
• GraphQL：柔軟なデータクエリ。
• gRPC：サービス間通信の高いパフォーマンス。

データベースの選択

• リレーショナル（SQL）：構造化データ、ACID トランザクション（PostgreSQL、MySQL）。
• NoSQL（ドキュメント）：柔軟なスキーマ、迅速な反復（MongoDB）。
• NoSQL（キー・バリュー）：キャッシュ、大量の読み書き（Redis、DynamoDB）。
• 時系列：IoT、金融データ（InfluxDB）。

アーキテクチャのドキュメント化

• C4 モデル：コンテキスト、コンテナー、コンポーネント、コード。
• ADR（Architecture Decision Records）：決定に至った理由を記録します。

成果物

• ハイレベル設計（HLD）ドキュメント。
• ローレベル設計（LLD）ドキュメント。
• データベーススキーマ（ERD）。
• API 仕様（Swagger/OpenAPI）。