【說(shuō)明】

   某軟件公司開發(fā)運(yùn)維了一個(gè)社交網(wǎng)站系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于開源軟件平臺(tái)LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP)構(gòu)建，運(yùn)行一段時(shí)間以來(lái)，隨著用戶數(shù)量及訪問量的增加，系統(tǒng)在Web服務(wù)器負(fù)載、磁盤I/O等方面出現(xiàn)了明顯瓶頸，已不能滿足大量客戶端并發(fā)訪問的要求，因此公司成立了專門的項(xiàng)目組，擬對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力。目前系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。

     【問題1】（10分）

      針對(duì)目前出現(xiàn)的Web服務(wù)器負(fù)載過(guò)大問題，項(xiàng)目組決定在客戶端與中間層Web服務(wù)器之間引入負(fù)載均衡器，通過(guò)中間層Web服務(wù)器集群來(lái)提高Web請(qǐng)求的并發(fā)處理能力。在討論擬采用的負(fù)載均衡機(jī)制時(shí)，王工提出采用基于DNS的負(fù)載均衡機(jī)制，而李工則認(rèn)為應(yīng)采用基于反向代理的負(fù)載均衡機(jī)制，項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)討論，最終確定采用李工提出的方案。請(qǐng)用200字以內(nèi)的文字，分別簡(jiǎn)要說(shuō)明兩個(gè)機(jī)制的基本原理；并從系統(tǒng)執(zhí)行效率、安全性及簡(jiǎn)易性等方面將兩種機(jī)制進(jìn)行對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果填入下表中。

     【問題2】（7分）
      針對(duì)并發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問所帶來(lái)的磁盤I/O瓶頸問題，項(xiàng)目組決定在數(shù)據(jù)層引入數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展機(jī)制。經(jīng)過(guò)調(diào)研得知系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的主要數(shù)據(jù)為以用戶標(biāo)識(shí)為索引的社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，且系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)生的大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)操作為查詢操作。經(jīng)過(guò)討論，項(xiàng)目組決定引入數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)和MySQL主從復(fù)制兩種擴(kuò)展機(jī)制。數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)可采用水平分區(qū)和垂直分區(qū)兩種方式，請(qǐng)用350字以內(nèi)的文字說(shuō)明在本系統(tǒng)中應(yīng)采用哪種方式及其原因，并分析引入主從復(fù)制機(jī)制給系統(tǒng)帶來(lái)的好處。
     【問題3】（8分）
      為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪問效率，項(xiàng)目組決定在中間層與數(shù)據(jù)層之間引入緩存機(jī)制。趙工開始提出可直接使用MySQL的查詢緩存(query cache)機(jī)制，但項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)分析好友動(dòng)態(tài)顯示等典型業(yè)務(wù)的操作需求，同時(shí)考慮已引入的數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展機(jī)制，認(rèn)為查詢緩存尚不能很好地提升系統(tǒng)的查詢操作效率，項(xiàng)目組最終決定在中間層與數(shù)據(jù)層之間引入Memcached分布式緩存機(jī)制。
      （a）請(qǐng)補(bǔ)充下述關(guān)于引入Memcached后系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的基本過(guò)程：系統(tǒng)需要讀取后臺(tái)數(shù)據(jù)時(shí)，先檢查數(shù)據(jù)是否存在于（1）中，若存在則直接從其中讀取，若不存在則從（2）中讀取并保存在（3）中；當(dāng)（4）中數(shù)據(jù)發(fā)生更新時(shí)，需要將更新后的內(nèi)容同步到（5）實(shí)例中。（備選答案：數(shù)據(jù)庫(kù)、Memcacbed 緩存）
      （b）請(qǐng)結(jié)合已知信息從緩存架構(gòu)、緩存有效性及緩存數(shù)據(jù)類型等方面分析使用Memcached代替數(shù)據(jù)庫(kù)查詢緩存的原因。