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阅读以下关于Web 应用系统负载均衡问题，在答题纸上回答问题1至问题3。

某电子商务公司主要业务是书籍、服装、家电和日用品在线销售。随着公司业务发展和用户规模不断扩大，现有网上交易系统无法正常处理日益增大请求流量，公司决策层决定升级其网上交易系统。在对该系统升级方案进行设计和讨论时，公司系统分析师王工提出采用基于高性能主机系统方法进行系统升级，另外一位系统分析师李工则提出采用基于负载均衡集群方法进行系统升级。公司分析师和架构师对这两种思路进行讨论与评估，最终采纳了李工方法。【问题 1】（9 分）

请从系统可用性、可伸缩性和应用特点三个方面说明公司为何没有采用王工提出方法。

【问题 2】（8 分）

负载均衡通常分为传输层负载均衡和应用层负载均衡两类。请基于这种分类方式，说明基于 DNS 负载均衡方法和基于 HTTP 重定向服务器负载均衡方法分别属于哪类负载均衡方法，并用200字以内文字说明这两种方法实现负载均衡方式。

【问题 3】（8 分）

在确定使用基于负载均衡集群系统升级方法后，李工给出了一个基于LVS（Linux Virtual Server）负载均衡集群实现方案。公司系统分析师在对现有系统进行深入分析基础上，认为以下两个实际情况对升级方案影响较大，需要对该方案进行改进。

1. 系统需要为在线购物提供购物车功能，用来临时存放选中产品。

2. 系统需要保证向所有VIP 用户提供高质量服务。

针对上述描述，首先说明每种情况分别会引入哪些与负载均衡相关问题，并用 200字以内文字说明针对不同问题，应该如何改进李工解决方案。

正确答案及解析

正确答案

解析

试题分析本题考查是Web应用系统设计、维护和升级相关内容，主要考查系统负载均衡技术。

【问题1】

本问题考查Web应用系统升级时方案选择问题。在Web应用中，服务器处理能力和IO已经成为提供应用服务瓶颈。由于涉及信息量非常大，用户访问频率也高，许多基于Web大型应用系统每秒钟需要处理下百万个甚至更多请求。显然单台服务器有限性能难以解决这个问题。

为了解决下述问题，采用高性能主机系统（小型机或大型机）是可行。但是，除了其价格昂贵、可扩展性差以外，这种主机系统在很多情况下也不能同时处理上百万个并发请求。因为高速主机系统只是对于复杂单一任务和有限并发处理显得高性能，而Internet中Web应用绝大多数处理是简单任务、高强度并发处理。因此，即便有大量资金投入，采用高性能、高价格主机系统，也不能满足Web应用需要。

【问题2】

本问题主要考查负载均衡技术分类和两种具体方法掌握。负载均衡技术是集群系统中一项重要技术，可以提高集群系统整体处理能力，也提高了系统可靠性，最终目标是加快集群系统响应速度，提高客户端访问成功概率。

负载均衡通常分为传输层负载均衡和应用层负载均衡两类。基于DNS负载均衡属于传输层负载均衡技术，其主要原理是在DNS服务器中为同一个主机名配置多个地址，在应答DNS查询时，DNS服务器对每个查询将以DNS文件中主机记录IP地址按顺序返回不同解析结果，将客户端访问引导到不同节点上去，使得不同客户端访问不同节点，从而达到负载均衡目。基于HTTP重定向服务器负载均衡属于应用层负载均衡技术，其主要原理是服务器使用HTTP重定向指令，将一个客户端重新路山到另一个位置。服务器返回一个重定向响应，而不是返回请求对象。客户端确认新地址然后重发请求，从而达到负载均衡目。

【问题3】

主要考查负载均衡技术实际应用。在实际应用中，通常会将传输层负载均衡方法与应用层负载均衡方法结合起来使用，以提高系统整体性能、可用性和可靠性。

题干描述中，第一种情况描述说明系统需要提供应用会话数据支持。通常采用会话服务器（session server）机制在服务器端存放应用会话数据。但需要注意是，应用会话数据大多数情况下是不可恢复，因此采用支持应用会话数据容错解决方案非常重要。

第二种情况描述要求保证特定用户服务质量。当数据量不断增长时，由于在会话服务器或缓存服务器，业务服务器和会话（或缓存）服务器之间可能会反复移动较大量数据，从而无法保证服务质量。因此，通常做法是基于应用层负载均衡器实现客户端联系（client affinity）将某个客户端所有请求转发到相同服务器上，使得一个用户会话所有请求被同一服务器实例处理，从而保证服务质量。试题答案（5）【问题1】

王工提出方案是采用高性能主机系统实现系统升级。从可用性角度看，采用高性能主机系统很难实现系统冗余机制，当发生故障后会导致整个系统会失去响应能力，从而无法保证系统高可用性；从可伸缩性角度看，采用高性能主机系统，升级服务器成本与获得相应能力不成比例，整个系统可扩展性较差；从应用特点来看，Internet中Web应用绝大多数是简单任务、高强度并发处理，而主机系统只是对于复杂单一任务和有限并发处理具有高性能，不能同时处理大量并发请求。因此，公司没有采用王工方案。

【问题2】

基于DNS负载均衡属于传输层负载均衡技术，其主要原理是在DNS服务器中为同一个主机名配置多个地址，在应答DNS查询时，DNS服务器对每个查询将以DNS文件中主机记录IP地址按顺序返回不同解析结果，将客户端访问引导到不同节点上去，使得不同客户端访问不同节点，从而达到负载均衡目。

基于HTTP重定向服务器负载均衡属于应用层负载均衡技术，其主要原理是服务器使用HTTP重定向指令，将一个客户端重新路由到另一个位置。服务器返回一个重定向响应，而不是返回请求对象。客户端确认新地址然后贡发请求，从而达到负载均衡目。

【问题3】

第一种情况描述说明系统需要提供应用会话数据支持。通常采用会话服务器机制在服务器端存放应用会话数据。但需要注意是，应用会话数据大多数情况下是不可恢复，因此采用支持应用会话数据容错解决方案非常重要。

第二种情况描述要求保证特定用户服务质量。当数据量不断增长时，由于在会话服务器或缓存服务器，业务服务器和会话（或缓存）服务器之间可能会反复移动较大量数据，从而无法保证服务质量。因此，通常做法是基于应用层负载均衡器实现客户端联系，将某个客户端所有请求转发到相同服务器，使得一个用户会话所有请求被同一服务器实例处理，从而保证服务质量。