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。
一、论文中要具体介绍项目的总体需求（特别是应用需求中对缓存机制的要求）、系统的逻辑与物理架构、采用的技术等内容和担任的实际工作。
二、从不同的用途和应用场景来考虑，大体上可以将缓存分为三种工作模式，即单实例缓存模式（Single Instance）、复制模式（Replication Cache）和分区模式（Partition Cache）。每种工作模式都有其适应的场景和优缺点。
1. 单实例模式。单实例模式是一种较为简单的缓存模式，多个应用服务器共享一个中央的缓存服务器。通过共享缓存的数据，能够极大提高系统的性能。该模式的主要限制在于缓存服务器的内存大小和节点增加之后服务器的处理能力和网络带宽。该模式的适应场景是：对缓存的要求比较简单；系统的吞吐量和数据量不大；性能要求不高；
2. 复制模式。复制模式将缓存的数据复制到多台机器上，对于单一缓存服务器性能出现问题的情况下，可以通过缓存复制的方式将压力分解到多个缓存服务器。该模式的工作原理是：缓存客户端可以访问自己的缓存服务器，多个缓存服务器之间的数据是彼此同步的，对于性能要求更高的场景，这样的部署架构能够获得更高的吞吐能力。该模式的适应场景是：数据量不是特别大；需要极高的性能；数据改动的频率不是特别大。
3. 分区模式。当需要缓存的数据已经超过一台服务器的内存上限时，可以考虑采用分区模式对数据进行线性缩放，也就是通过增加缓存服务器来解决数据增长和压力增加的情况。在分区模式中，其架构是无分享架构（Shared Nothing Architecture, SNA），每个节点之间数据彼此独立，一个节点出现故障后不会影响到其他节点。在出现某个节点宕机或者其他故障的情况下，致使这部分的分区缓存无法使用，并不妨碍其他数据节点数据的正常工作。该模式的适应场景是：总体数据量较大，已经超出了单个缓存服务器的内存上限；系统缓存要求具有很大的可伸缩性；客户端数量庞大，单个客户端对缓存数据的数据量要求不大。
三、进行大规模分布式系统缓存机制设计时可能遇到的问题包括如何缓存服务器的工作模式选择；高可用性的设计考虑；缓存一致性与分布式算法；对象状态同步的考虑；缓存钝化/激活/过期和初始化，等等。
一台主机的IP地址为202.123.25.36，掩码为255.255.254.0。如果该主机需要在该网络进行直接广播，那么它应该使用的目的地址为（ ）
在计算机系统的日常维护工作中，应当注意硬盘工作时不能__(2)__。另外，需要防范病毒，而__(3)__是不会被病毒感觉的。
有 4 个 IP 地址：201.117.15.254、201.117.17.01、201.117.24.5 和 201.117.29.3，如果子网掩码为 255.255.248.0，则这 4 个地址分别属于3个子网；其中属于同一个子网的是（）
在异步通信中，每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶位和1位终止位，每秒钟传送200个字符，采用4相位调制，则码元速率为（）。
在 Windows 中，运行（ ）命令得到下图所示结果。以下关于该结果的叙述中，错误的是（ ）。
Pinging 59.74.111.8 with 32 bytes of data:
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=3ms TTL=60
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=5ms TTL=60
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=3ms TTL=60
Reply from 59.74.111.8: bytes=32 time=5ms TTL=60
Ping statistics for 59.74.111.8:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 3ms, Maximum = 5ms, Average = 4ms
在ISO OSF/RM参考模型中，七层协议中的__(1)__利用通信子网提供的服务实现两个用户进程之间端到端的通信。在这个模型中，如果A用户需要通过网络向B用户传送数据，则首先将数据送入应用层，在该层给它附加控制信息后送入表示层；在表示层对数据进行必要的变换并加头标后送入会话层；在会话层加头标送入传输层；在传输层将数据分解为__(本题)__后送至网络层；在网络层将数据封装成__(3)__后送至数据链路层；在数据链路层将数据加上头标和尾标封装成__(4)__后发送到物理层；在物理层数据以__(5)__形式发送到物理线路。B用户所在的系统接收到数据后，层层剥去控制信息，把原数据传送给B用户。
在OSI/RM中，解释应用数据语义的协议层是（）。
在TCP/IP协议栈中，ARP协议的作用是（）,RARP协议的作用是（请作答此空）。
在地址 http://www.dailynews.com.cn/channel/welcome.htm 中，www.dailynews.com.cn 表示（ ），welcome.htm 表示（请作答此空）。
在电子表格软件Excel中，假设A1单元格的值为15，若在A2单元格输入“=AND(15＜A1，A1＜100)”，则A2单元格显示的值为 （）
