Thiết kế hệ thống URL Shortener (như bit.ly). Các thành phần chính và quyết định kỹ thuật? (Design a URL Shortener system like bit.ly. Key components and technical decisions?)

Requirements: tạo short URL từ long URL, redirect từ short → long, ~100M URLs/day (write), ~1B redirects/day (read, read-heavy 10:1).

• Hash Generation: dùng Base62 encoding (a-zA-Z0-9) trên 7 ký tự = 62^7 ≈ 3.5 nghìn tỷ unique URLs; tránh MD5/SHA vì collision; thay vào đó dùng auto-increment ID convert sang Base62.
• Database: lưu short_code → long_url mapping; read-heavy nên cần caching aggressive; có thể dùng Cassandra (scale tốt) hoặc MySQL/PostgreSQL với Redis cache.
• Cache: 80% traffic chỉ đến 20% URLs (hot URLs) → cache top URLs trong Redis với LRU eviction, cache hit rate rất cao.
• Redirect: 301 (permanent, browser cache – ít load server nhưng không track analytics) vs 302 (temporary, browser không cache – track được mỗi click).

Architecture: API Server stateless → Redis cache → Database; Rate limiting để tránh abuse; Custom domain support cần DNS wildcard; Analytics pipeline: click → Kafka → Spark → analytics DB. Scale: phân tách read service (redirect) và write service (create) vì load pattern khác nhau.