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论大规模分布式系统缓存设计策略 大规模分布式系统通常需要利用缓存技术减轻服务器负载、降低网络拥塞、增强系统可扩展性。缓存技术的基本思想是将客户最近经常访问的内容在缓存服务器中存放一个副本,当该内容下次被访问时,不必建立新的数据请求,而是直接由缓存提供。良好的缓存设计,是一个大规模分布式系统能够正常、高效运行的必要前提。在进行大规模分布式系统开发时,必须从一开始就针对应用需求和场景对系统的缓存机制进行全面考虑,设计一个可伸缩的系统缓存架构。 请围绕"大规模分布式系统缓存设计策略"论题,依次从以下3个方面进行论述: ①概要叙述你参与实施的大规模分布式系统开发项目及你所担任的主要工作。 ②从不同的用途和应用场景考虑,请详细阐述至少两种常见的缓存工作模式,并说明每种工作模式的适应场景。 ③阐述你在设计大规模分布式系统的缓存机制时遇到了哪些问题,如何解决。
参考答案
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考题
试题三 论大规模分布式系统缓存设计策略大规模分布式系统通常需要利用缓存技术减轻服务器负载、降低网络拥塞、增强系统可扩展性。缓存技术的基本思想是将客户最近经常访问的内容在缓存服务器中存放一个副本,当该内容下次被访问时,不必建立新的数据请求,而是直接由缓存提供。良好的缓存设计,是一个大规模分布式系统能够正常、高效运行的必要前提。在进行大规模分布式系统开发时,必须从一开始就针对应用需求和场景对系统的缓存机制进行全面考虑,设计一个可伸缩的系统缓存架构。请围绕“大规模分布式系统缓存设计策略”论题,依次从以下三个方面进行论述。1. 概要叙述你参与实施的大规模分布式系统开发项目以及你所担任的主要工作。2. 从不同的用途和应用场景考虑,请详细阐述至少两种常见的缓存工作模式,并说明每种工作模式的适应场景。3. 阐述你在设计大规模分布式系统的缓存机制时遇到了哪些问题,如何解决。
考题
关于平台缓存下面说法错误的是()
A.平台缓存分为进程内缓存和分布式缓存B.进程内缓存基于开源框架Ehcache进行扩展实现C.进程内缓存适合存储海量的数据,适合在云环境下的缓存应用D.平台缓存支持通过缓存注解和接口调用两种方式缓存业务数据
考题
我们可以将存储系统分为三级:高速缓存、内存和外存,CPU对存储器的访问速度由快到慢的排序为( )。
A、高速缓存-内存-外存B、外存-内存-高速缓存C、高速缓存-外存-内存D、内存-高速缓存-外存
考题
请详细阅读有关Web应用架构设计方面的说明,在答题纸上回答问题1至问题3。【说明】某软件公司开发运维了一个社交网站系统,该系统基于开源软件平台LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP)构建,运行一段时间以来,随着用户数量及访问量的增加,系统在Web服务器负载、磁盘I/O等方面出现了明显瓶颈,已不能满足大量客户端并发访问的要求,因此公司成立了专门的项目组,拟对系统架构进行调整以提高系统并发处理能力。目前系统采用了传统的三层结构,系统架构如图5-1所示。图5-1 某社交网站系统架构【问题1】(10分)针对目前出现的Web服务器负载过大问题,项目组决定在客户端与中间层Web服务器之间引入负载均衡器,通过中间层Web服务器集群来提高Web请求的并发处理能力。在讨论拟采用的负载均衡机制时,王工提出采用基于DNS的负载均衡机制,而李工则认为应采用基于反向代理的负载均衡机制,项目组经过讨论,最终确定采用李工提出的方案。请用200字以内的文字,分别简要说明两个机制的基本原理;并从系统执行效率、安全性及简易性等方面将两种机制进行对比,将对比结果填入表5-1中。【问题2】(7分)针对并发数据库访问所带来的磁盘I/O瓶颈问题,项目组决定在数据层引入数据库扩展机制。经过调研得知系统数据库中存储的主要数据为以用户标识为索引的社交网络数据,且系统运行时发生的大部分数据库操作为查询操作。经过讨论,项目组决定引入数据库分区和MySQL主从复制两种扩展机制。数据库分区可采用水平分区和垂直分区两种方式,请用350字以内的文字说明在本系统中应采用哪种方式及其原因,并分析引入主从复制机制给系统带来的好处。【问题3】(8分)为进一步提高数据库访问效率,项目组决定在中间层与数据层之间引入缓存机制。赵工开始提出可直接使用MySQL的查询缓存(query cache)机制,但项目组经过分析好友动态显示等典型业务的操作需求,同时考虑已引入的数据库扩展机制,认为查询缓存尚不能很好地提升系统的查询操作效率,项目组最终决定在中间层与数据层之间引入Memcached分布式缓存机制。(a)请补充下述关于引入Memcached后系统访问数据库的基本过程:系统需要读取后台数据时,先检查数据是否存在于(1)中,若存在则直接从其中读取,若不存在则从(2)中读取并保存在(3)中;当(4)中数据发生更新时,需要将更新后的内容同步到(5)实例中。(备选答案:数据库、Memcacbed 缓存)(b)请结合已知信息从缓存架构、缓存有效性及缓存数据类型等方面分析使用Memcached代替数据库查询缓存的原因。
考题
以下有关FusionStorage相关内容描述正确的有?( )
A、FusionStorage OSD在收到VBS发送的IO操作时,会将IO缓存在SSD Cache后完成节点操作,无需等待写入标本磁盘B、FusionStorage支持将服务器内存用作读缓存,NVDIMM和SSD用作写缓存C、FusionStorage的读缓存采用分层机制,第一层为内存Cache,内存Cache采用LRU机制缓存数据;第二层为SSD Cache,SSD Cache采用热点读机制,系统会自动缓存数据到SSD中,同时会将长时间未被访问的数据移除SSDD、FusionStorage集群内各服务器节点和带宽都均匀分布到各个节点服务器上,不存在独立服务系统中大量磁盘共享计算设备及存储设备之间有限的带宽问题
考题
以下NoSQL数据库中,( )是一种高性能的分布式内存对象缓存数据库,通过缓存数据库查询结果,减少数据库访问次数,以提高动态Web应用的速度,提高可扩展性。A.MongoDB
B.Memcached
C.Neo4j
D.Hbase
考题
请详细阅读有关Web应用架构设计方面的说明,回答下列问题。
【说明】
某软件公司开发运维了一个社交网站系统,该系统基于开源软件平台LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP)构建,运行一段时间以来,随着用户数量及访问量的增加,系统在Web服务器负载、磁盘I/O等方面出现了明显瓶颈,已不能满足大量客户端并发访问的要求,因此公司成立了专门的项目组,拟对系统架构进行调整以提高系统并发处理能力。目前系统采用了传统的三层结构,系统架构如下图所示。
[问题1]
针对目前出现的web服务器负载过大问题,项目组决定在客户端与中间层Web服务器之间引入负载均衡器,通过中间层Web服务器集群来提高Web请求的并发处理能力。在讨论拟采用的负载均衡机制时,王工提出采用基于DNS的负载均衡机制,而李工则认为应采用基于反向代理的负载均衡机制,项目组经过讨论,最终确定采用李工提出的方案。请用200字以内的文字,分别简要说明两个机制的基本原理,并从系统执行效率、安全性及简易性等方面将两种机制进行对比,将对比结果填入下表中。
【问题2】针对并发数据库访问所带来的磁盘I/O瓶颈问题,项目组决定在数据层引入数据库扩展机制。经过调研得知系统数据库中存储的主要数据为以用户标识为索引的社交网络数据,且系统运行时发生的大部分数据库操作为查询操作。经过讨论,项目组决定引入数据库分区和MySQL主从复制两种扩展机制。数据库分区可采用水平分区和垂直分区两种方式,请用350字以内的文字说明在本系统中应采用哪种方式及其原因,并分析引入主从复制机制给系统带来的好处。
【问题3】
为进一步提高数据库访问效率,项目组决定在中间层与数据层之间引入缓存机制。赵工开始提出可直接使用MySQL的查询缓存(query cache)机制,但项目组经过分析好友动态显示等典型业务的操作需求,同时考虑已引入的数据库扩展机制,认为查询缓存尚不能很好地提升系统的查询操作效率,项目组最终决定在中间层与数据层之间引入Memcached分布式缓存机制。
(a)请补充下述关于引入Memcached后系统访问数据库的基本过程:系统需要读取后台数据时,先检查数据是否存在于______中,若存在则直接从其中读取,若不存在则从______中读取并保存在______中;当______中数据发生更新时,需要将更新后的内容同步到______实例中。(备选答案:数据库、Memcached缓存)
(b)请结合已知信息从缓存架构、缓存有效性及缓存数据类型等方面分析使用Memcached代替数据库查询缓存的原因。
考题
缓存服务器什么情况下对用户提供缓存数据()A、含有完整的过期时间和寿命控制头信息,并且内容仍在保鲜期内;B、浏览器已经使用过缓存副本,并且在一个会话中已经检查过内容的新鲜度;C、缓存代理服务器近期内已经使用过缓存副本,并且内容的最后更新时间在上次使用期之前;D、够新的副本将直接从缓存中送出,而不会向源服务器发送请求;
考题
有关VTL自动磁带缓存的说法错误的是()A、VTL可以作为物理磁带库的缓存,物理磁带库也可以作为VTL的缓存B、自动磁带缓存可以设置回收策略和迁移策略C、使用自动磁带缓存技术,无论数据位于磁盘还是磁带,应用程序都可以直接访问D、使用了自动磁带缓存技术后,数据的迁移过程会影响VTL的业务
考题
关于ASWG缓存功能,以下描述正确的是()?A、支持对HTTP、HTTPS、FTP协议的用户上网内容缓存B、FTPOverHTTP的缓存开启由HTTP的缓存控制C、HTTP和FTP的硬盘缓存最大为200GD、管理员可以通过设备管理页面系统工具(CLU)命令清除所有缓存
考题
缓存分区提升系统性能的原理是()。A、当业务为小数据业务块时,缓存分区较小,提高缓存命中率B、当业务为小数据业务块时,缓存分区较大,提高缓存命中率C、当业务为大数据业务块时,缓存分区较小,提高缓存命中率D、当业务为大数据业务块时,缓存分区较大,提高缓存命中率
考题
关于平台缓存下面说法错误的是()A、平台缓存分为进程内缓存和分布式缓存B、进程内缓存基于开源框架Ehcache进行扩展实现C、进程内缓存适合存储海量的数据,适合在云环境下的缓存应用D、平台缓存支持通过缓存注解和接口调用两种方式缓存业务数据
考题
缓存服务器在哪些情况下不缓存?()A、响应头信息: 告诉缓存器不要保留缓存, 缓存器就不会缓存 相应内容B、请求信息是需要认证或者安全加密的, 相应内容也不会被缓 存;C、如果在回应中不存在校验器(ETag 或者 Last-Modified 头 信息) , 缓存服务器会认为缺乏直接的更新度信息, 内容将会 被认为不可缓存。
考题
以下有关FusionStorage相关内容描述正确的有?()A、FusionStorage OSD在收到VBS发送的写IO操作适,会将IO缓存在SSDCache后完成本节点写操作,无B、FusionStorage支持将服务器内存用做读缓存,NVDIMM和SSD用做写缓存C、FusionStorage的读缓存采用分层机制,第一层为内存Cache,内存Cache采用LRU机制缓存数据,第二层为SSDCache,SSDCache采用热点读机制,系统会统计每个读取的数据,并统计热点访问因子,当达到阈值时,系统会自动缓存数据到SSD中,同时会将长时间未被访问的数据移出SSDD、FusionStorage集群内各服务器节点的缓存和带宽都均匀分布到各个节点服务器上,不存在独立存储中大量磁盘共享计算设备及存储设备之间有限的带宽问题
考题
判断题华为云分布式缓存DCS服务是为应用系统提供Key-Value缓存服务的数据库服务。A
对B
错
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