【說明】

   某軟件公司開發(fā)運維了一個社交網(wǎng)站系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于開源軟件平臺LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP)構(gòu)建，運行一段時間以來，隨著用戶數(shù)量及訪問量的增加，系統(tǒng)在Web服務器負載、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目組，擬對系統(tǒng)架構(gòu)進行調(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）

      針對目前出現(xiàn)的Web服務器負載過大問題，項目組決定在客戶端與中間層Web服務器之間引入負載均衡器，通過中間層Web服務器集群來提高Web請求的并發(fā)處理能力。在討論擬采用的負載均衡機制時，王工提出采用基于DNS的負載均衡機制，而李工則認為應采用基于反向代理的負載均衡機制，項目組經(jīng)過討論，最終確定采用李工提出的方案。請用200字以內(nèi)的文字，分別簡要說明兩個機制的基本原理；并從系統(tǒng)執(zhí)行效率、安全性及簡易性等方面將兩種機制進行對比，將對比結(jié)果填入下表中。

     【問題2】（7分）
      針對并發(fā)數(shù)據(jù)庫訪問所帶來的磁盤I/O瓶頸問題，項目組決定在數(shù)據(jù)層引入數(shù)據(jù)庫擴展機制。經(jīng)過調(diào)研得知系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲的主要數(shù)據(jù)為以用戶標識為索引的社交網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，且系統(tǒng)運行時發(fā)生的大部分數(shù)據(jù)庫操作為查詢操作。經(jīng)過討論，項目組決定引入數(shù)據(jù)庫分區(qū)和MySQL主從復制兩種擴展機制。數(shù)據(jù)庫分區(qū)可采用水平分區(qū)和垂直分區(qū)兩種方式，請用350字以內(nèi)的文字說明在本系統(tǒng)中應采用哪種方式及其原因，并分析引入主從復制機制給系統(tǒng)帶來的好處。
     【問題3】（8分）
      為進一步提高數(shù)據(jù)庫訪問效率，項目組決定在中間層與數(shù)據(jù)層之間引入緩存機制。趙工開始提出可直接使用MySQL的查詢緩存(query cache)機制，但項目組經(jīng)過分析好友動態(tài)顯示等典型業(yè)務的操作需求，同時考慮已引入的數(shù)據(jù)庫擴展機制，認為查詢緩存尚不能很好地提升系統(tǒng)的查詢操作效率，項目組最終決定在中間層與數(shù)據(jù)層之間引入Memcached分布式緩存機制。
      （a）請補充下述關(guān)于引入Memcached后系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)庫的基本過程：系統(tǒng)需要讀取后臺數(shù)據(jù)時，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（4）中數(shù)據(jù)發(fā)生更新時，需要將更新后的內(nèi)容同步到（5）實例中。（備選答案：數(shù)據(jù)庫、Memcacbed 緩存）
      （b）請結(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)庫查詢緩存的原因。