【软考高级架构】案例题考前突击——分布式系统中的负载均衡设计与优化
案例分析题：分布式系统中的负载均衡设计与优化
案例背景
A公司开发了一个大型在线教育平台，提供视频点播、直播课程、在线测验、学习路径推荐等功能，用户覆盖全国多个省市。随着业务迅速发展，平台日活跃用户数从几十万增长至数百万，系统频繁出现访问延迟、服务器过载等问题。
系统架构初期仅部署一套Nginx作为前端反向代理服务器，通过轮询方式将请求分发至后端应用服务（共4台），应用服务连接MySQL数据库和Redis缓存系统。
近期在直播高峰期出现以下问题：
某些直播请求延迟较高，甚至超时；
后台管理系统接口卡顿，影响老师上传课件；
部分学生反映访问页面频繁断开或重连。
运维团队监测发现：部分服务器CPU达到90%以上，而有的服务器负载却只有20%；Nginx日志显示多数请求集中打向某几台应用节点。
案例问题
【问题1】结合案例，分析目前系统中负载均衡机制存在的主要问题。
【问题2】为了提升系统的高可用性与并发能力，如何重新设计系统的负载均衡架构？
【问题3】如何在系统中实现后端服务健康检查与故障隔离？
【问题4】若系统采用微服务架构，如何结合服务注册发现与客户端负载均衡机制，进一步提升系统性能？
【问题5】针对直播类服务对低延迟、高可用的要求，有哪些负载均衡