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リアルタイム共同ホワイトボードシステムを設計する

あなたは、リアルタイム共同ホワイトボードアプリケーションの高レベルなシステムアーキテクチャを設計する任務を負っています。 **中核要件:** 1. **リアルタイム共同編集:** 複数のユーザー（1セッションあたり最大100人）が1つのホワイトボードに参加し、互いの操作（描画、テキスト追加、オブジェクト移動）をほぼリアルタイム（200ms未満の遅延）で確認できること。 2. **永続化:** ホワイトボードセッションは保存されなければならず、ユーザーがアプリケーションを閉じた後でも、後で作業を再開できること。 3. **ツール:** ユーザーは、フリーフォームのペン、テキストボックス、付箋などの基本的なツールを利用できること。 **スケールおよび信頼性の制約:** * 最大10,000の同時アクティブなホワイトボードセッションをサポートすること。 * 合計1,000,000人までのユーザーをサポートすること。 * サービスは高可用でなければならず、稼働率99.9%を満たすこと。 **あなたのタスク:** 上記の要件に対応するシステム設計を提示してください。回答では、以下を扱ってください。 1. **高レベルアーキテクチャ:** 主なコンポーネント（例: クライアント、ロードバランサー、アプリケーションサーバー、データベース、リアルタイムサービス）と、それらがどのように相互作用するかを示す図または説明。 2. **リアルタイム通信:** セッション内のすべてのユーザーに更新を配信するために使用する技術とプロトコルを説明してください。 3. **データモデル:** ホワイトボード、その内容（描画、テキストなど）、およびユーザーセッションのデータをどのように構造化するかを説明してください。 4. **スケーラビリティと信頼性の戦略:** 目標負荷を処理し、高可用性を確保するために、システムをどのように設計しますか。 5. **トレードオフ:** 設計において行った主要なトレードオフを1つ議論してください（例: 一貫性と遅延のどちらを優先するか、データベース選択など）。