Проектирование высоконагруженных систем

Упражнение 1:

Номер 1

Как отличаются друг от друга SATA диски и SAS диски по ёмкости и быстродействию?

Ответ:

(1) SAS диски не делаются большими из-за специфики применения

(2) быстродействие последовательного чтения данных примерно на одном уровне для дисков SATA и SAS

(3) время доступа к случайным данным обычно лучше у дисков SATA чем у дисков SAS

(4) объём, используемых в серверах, дисков SATA значительно больше чем дисков SAS

Номер 2

Какие утверждения про назначение и причины различий SATA дисков и SAS дисков верны?

Ответ:

(1) диски SAS продолжают линейку дисков для использования в серверах по SCSI интерфейсу

(2) диски SATA продолжают линейку дисков для desktop компьютеров

(3) диски SATA и SAS отличаются только по протоколам чисто по историческим причинам, а по характеристикам и внутреннему устройству уже почти не имеют отличий

(4) протоколы SATA и SCSI в настоящее время уже почти не отличаются по функционалу друг от друга

Номер 3

Существуют ли различия между SAS и SATA по внутреннему устройству?

Ответ:

(1) на данный момент такой разницы уже не существует

(2) размер кэша дисков SAS больше чем размер кэша дисков SATA

(3) скорость вращения пластин в дисках SAS значительно больше чем в дисках SATA

(4) диски SAS обычно ограничены по объёму и содержат меньше пластин

Упражнение 2:

Номер 1

Какие утверждения насчёт скорости работы жёсткого диска верны?

Ответ:

(1) жёсткие диски обеспечивают быстрое последовательное чтение данных

(2) жёсткие диски обеспечивают быстрый случайный и последовательный доступ к данным

(3) жёсткие диски обеспечивают медленный случайный доступ к данным

(4) жёсткие диски обеспечивают быстрый случайный и медленный последовательный доступ к данным

Номер 2

Какие утверждения верны насчёт параллельного доступа к разным файлам на диске нескольких приложений или threads одновременно?

Ответ:

(1) такая ситуация возникает при видео-хостинге

(2) такая ситуация сильно снижает производительность жёсткого диска

(3) оптимизация доступа контроллером диска и кэширование позволяют сохранить высокое быстродействие в этом случае

(4) возникающие проблемы быстродействия можно решить, используя несколько мелких дисков вместо одного большого

Номер 3

Каким образом лучше использовать разные типы дисков?

Ответ:

(1) много SAS дисков небольшого размера позволяют ускорить случайный одновременный доступ к данным, например для баз данных или видео-хостинга

(2) одиночные SATA диски используются для последовательно считываемых данных или лога

(3) SSD диски используют для хранения логов

(4) SSD диски используют для кэша баз данных

Упражнение 3:

Номер 1

Какие утверждения относительно RAID0 (Striping) верны?

Ответ:

(1) обеспечивает повышение надёжности дисковой подсистемы

(2) обеспечивает повышение быстродействия дисковой подсистемы при чтении с диска

(3) обеспечивает повышение быстродействия дисковой подсистемы при записи на диск

(4) делает возможной горячую замену дисков

(5) широко используется в современных веб-серверах

(6) требует меньше оборудования на чем RAID1

Номер 2

Какие утверждения относительно RAID1 (миррор) верны?

Ответ:

(1) обеспечивает повышение надёжности дисковой подсистемы

(2) обеспечивает повышение быстродействия дисковой подсистемы при чтении с диска

(3) обеспечивает повышение быстродействия дисковой подсистемы при записи на диск

(4) широко используется в современных веб-серверах

Номер 3

Какие утверждения относительно RAID5 и RAID6 верны?

Ответ:

(1) обеспечивает повышение надёжности дисковой подсистемы, работающей под большой нагрузкой

(2) обеспечивает повышение быстродействия дисковой подсистемы при записи на диск

(3) делает возможной горячую замену дисков

(4) широко используется в современных веб-серверах

(5) требует выполнения множества операций при записи на диск

Упражнение 4:

Номер 1

Какие преимущества даёт использование аппаратного RAID?

Ответ:

(1) высокое быстродействие и надёжность

(2) не создаёт нагрузку на систему

(3) совместимость оборудования разных поставщиков между собой и форматов дисков

(4) дешевизна решения

Номер 2

Какие преимущества даёт использование программного RAID?

Ответ:

(1) высокое быстродействие и надёжность

(2) не создаёт нагрузку на систему

(3) совместимость форматов дисков

(4) дешевизна решения

(5) быстрота и доступность исправлений ошибок

Номер 3

Какие утверждения насчёт использования вариантов дисковых массивов верны?

Ответ:

(1) для системного диска хорошо подходит striping

(2) для базы данных часто хорошо подходит RAID 10

(3) простое разнесение различных ресурсов или папок по разным дискам не применимо для веб-сервера

(4) простейший вариант, подходящий для маленького сервера: два зеркалируемых диска под систему и два диска для работы или логи

Упражнение 5:

Номер 1

Какая файловая система в большинстве случаев используется на linux серверах?

Ответ:

(1) NTFS

(2) FAT

(3) Ext4

(4) XFS

Номер 2

Каковы основные преимущества журналируемой файловой системы?

Ответ:

(1) повышается производительность файловой системы

(2) не требуется операция проверки диска после отключения питания

(3) позволяет легко создавать snapshot-ы файловой системы без остановки работы

(4) повышение надёжности хранения данных

Номер 3

Какие преимущества даёт использования Logical Volume Manager?

Ответ:

(1) повышается производительность файловой системы

(2) позволяет легко создавать snapshot-ы файловой системы без остановки работы

(3) гибкое конфигурирование файловой системы

(4) повышение надёжности хранения данных

Упражнение 6:

Номер 1

В чём исторические и технические различия баз PostgresSQL и MySQL?

Ответ:

(1) PostgresSQL более полно поддерживает репликацию чем MySQL

(2) PostgresSQL поддерживает более сложные запросы

(3) MySQL лучше подходит к online приложениям по способности держать нагрузку и быстродействию

(4) MySQL база лучше масштабируется чем PostgresSQL

Номер 2

Каковы недостатки движка базы MySQL MyISAM?

Ответ:

(1) блокировка данных на уровне таблицы

(2) низкое быстродействие чтения

(3) при пропаже питания требуется тяжёлое восстановление данных

(4) сложный формат данных

(5) нельзя включить file-per-table

Номер 3

Каковы преимущества движка базы MySQL InnoDB?

Ответ:

(1) поддержка транзакций

(2) простой внутренний формат данных

(3) более быстрая чем MyISAM

(4) блокировка данных на уровне записи

(5) легко выполнить горячий backup

Упражнение 7:

Номер 1

Какие задачи решаются при репликации MySQL?

Ответ:

(1) реплика является горячим резервом

(2) повышение быстродействия записи данных

(3) снятие backup

(4) чтение данных можно осуществлять с одной из нескольких реплик

(5) устранение deadlocks

Номер 2

Каковы особенности исполнения запросов для MyISAM базы?

Ответ:

(1) необходимо минимизировать join-ы

(2) запросы на запись блокируют исполнение операций чтения, стоящих в очереди после операции записи

(3) приоритезация запросов позволяет организовать одновременное исполнение нескольких запросов на запись

(4) приоритезация запросов позволяет повысить суммарную производительность базы

(5) возможны deadlocks

Номер 3

Какие утверждения насчёт deadlock для базы MySQL верны?

Ответ:

(1) deadlocks возникают из-за длительных операций чтения или записи

(2) deadlock означает что 2 запроса пресеклись в получении блокирующего доступа к одним и тем же ресурсам но в разной очерёдности

(3) deadlock означает что 2 запроса пресеклись в чтении одного и того же ресурса

(4) использование транзакций позволяет предотвратить deadlock

(5) правильная очерёдность доступа к данным позволяет предотвратить deadlock

Упражнение 8:

Номер 1

Как оптимально выполнять операции шардинга и back-up с базой данных для приложений непрерывно работающих в интернете?

Ответ:

(1) для организации шардинга снимается dump базы, делится на 2 части и заливается на две новых базы

(2) для организации шардинга делается 2 реплики, на каждой из который удаляется своя половина данных

(3) для организации back-up делается реплика, на ней останавливается база и с неё делается снапшот средствами файловой системы

(4) для организации back-up делается реплика, на ней останавливается база и с неё делается снятием dump-а базы

Номер 2

Как действия надо совершить что бы добавить столбец в таблицу базы MySQL, работающей в интернет приложении?

Ответ:

(1) запуск команды alter table на master

(2) запуск команды alter table на реплике

(3) master блокируется на запись на время пока все обновления доедут

(4) slave блокируется на чтение

(5) slave делается master, а master делается slave

Номер 3

В каком случае создание реплики работающей под нагрузкой базы не вызывает больших проблем?

Ответ:

(1) когда уже есть одна или несколько реплик

(2) при использовании движка базы MyISAM

(3) при использовании движка базы InnoDB

(4) создание реплики - это штатная операция и ни при каких условиях не вызывает проблем

Упражнение 9:

Номер 1

Какие проблемы большой базы решаются шардингом?

Ответ:

(1) пропускная способность диска

(2) слишком часто в кэше обновляются данные

(3) deadlock-ки при выполнении транзакций

(4) слишком большое количество блокировок

Номер 2

Какие утверждения насчёт шардинга верны?

Ответ:

(1) делить базу нужно на как можно более крупные части

(2) делить базу на части можно по функциям таблиц или по индексам

(3) делить базу на части можно храня индексы на одном сервере, а таблицы с данными на другом

(4) правило в конфигурации или скрипте определяет на какую часть базы должен передаваться запрос

(5) части на которые делиться база должны быть достаточно мелкие, что бы их можно было перемещать между серверами

Номер 3

Какие рекомендации по работе высоконагруженного Веб-приложения с базой данных MySQL из приведённых ниже могут быть полезны?

Ответ:

(1) минимизировать использование join

(2) максимально нормализовать базу

(3) разработать структуру данных, которая может обойтись без транзакций

(4) выполнять поиск записи для обработки по набору условий, получая результат из нескольких записей

(5) сложные запросы чтения данных лучше выполнять с реплики

Упражнение 10:

Номер 1

Как изменяется работа веб-приложения с базой данных при росте количества серверов?

Ответ:

(1) при одном сервере база делит единственный компьютер с другими частями приложения

(2) при 2-х серверах один может быть отдан под сервер базы данных

(3) при нескольких серверах используется репликация MySQL

(4) при множестве серверов, значительная часть серверов обычно используется для реплик MySQL

(5) при множестве серверов используется по возможности шардинг для базы MySQL

Номер 2

Какие проблемы возникают при разнесении веб-приложения, работающего с базой данных на 2 сервера?

Ответ:

(1) поломка одного компьютера означает остановку приложения

(2) быстродействия может достаточно быстро снова не хватить

(3) невозможность использовать FastCGI

(4) требуется балансировка нагрузки

Номер 3

Каково назначение реплик базы данных на высоконагруженном веб-проекте?

Ответ:

(1) часть данных можно читать с реплики

(2) реплика для back-up

(3) для повышения быстродействия: можно читать данные с большого количества реплик

(4) для надёжности: в случае сбоя сервера реплику можно переконфигурировать в мастер

Упражнение 11:

Номер 1

Какие вопросы необходимо решить в первую очередь при организации кеширования в веб-приложении?

Ответ:

(1) какие данные необходимо кешировать?

(2) какую базу данных использовать для хранения кэша?

(3) на каком уровне обработки запросов будет выполняться кеширование?

(4) какой протокол использовать для запросов за кэшированных данных?

Номер 2

На каком уровне обработки запросов кэширование не имеет смысла для высоконагруженного веб-приложения размещённого?

Ответ:

(1) кэширование на уровне отдельного worker-а веб-сервера

(2) использование кэша MySQL

(3) использование in-memory базы данных

(4) кэширование запросов каждым Front-end сервером

(5) выделенный сервер для хранения кэша

Номер 3

По каким причинам не рекомендуется использовать постоянное соединения worker-a web-сервера с базой данных для высоконагруженных веб-приложений?

Ответ:

(1) растёт количество threads в сервере баз данных

(2) растёт количество потребляемой памяти в сервере баз данных

(3) при использовании шардинга, старые соединения могут быть неактуальны для последующих запросов

(4) требуется заводить большое количество пользователей базы данных

Проектирование высоконагруженных систем - тест 65