(2024年)天津Linux云計(jì)算集群架構(gòu)師課程

天津Linux云計(jì)算集群架構(gòu)師課程12024/3/26目錄CONTENTS課程介紹與目標(biāo)Linux基礎(chǔ)與進(jìn)階知識(shí)云計(jì)算平臺(tái)搭建與管理分布式存儲(chǔ)與計(jì)算技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信與負(fù)載均衡技術(shù)探討安全防護(hù)與監(jiān)控管理策略部署項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：構(gòu)建高可用云計(jì)算平臺(tái)22024/3/2601課程介紹與目標(biāo)32024/3/26

云計(jì)算與集群技術(shù)概述云計(jì)算基本概念云計(jì)算的定義、特點(diǎn)、服務(wù)模式（IaaS、PaaS、SaaS）等。集群技術(shù)簡(jiǎn)介集群的定義、分類、高可用性和負(fù)載均衡等原理。云計(jì)算與集群技術(shù)的關(guān)系云計(jì)算如何利用集群技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源池化、彈性擴(kuò)展等。42024/3/2603Linux常用命令和工具Shell編程、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)配置等。01Linux操作系統(tǒng)概述Linux的歷史、特點(diǎn)、發(fā)行版等。02Linux在云計(jì)算中的地位為什么選擇Linux作為云計(jì)算的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)在云計(jì)算中角色52024/3/26培養(yǎng)學(xué)員掌握Linux云計(jì)算集群架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)施能力，具備獨(dú)立搭建和維護(hù)云計(jì)算平臺(tái)的能力。課程目標(biāo)具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，了解網(wǎng)絡(luò)基本原理和TCP/IP協(xié)議，熟悉Linux操作系統(tǒng)基本操作。學(xué)員要求課程目標(biāo)及學(xué)員要求62024/3/26課程分為理論授課和實(shí)踐操作兩部分，包括云計(jì)算基礎(chǔ)、Linux操作系統(tǒng)、集群技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)搭建與維護(hù)等內(nèi)容。課程總時(shí)長(zhǎng)為3個(gè)月，每周3次課，每次課2小時(shí)。具體上課時(shí)間根據(jù)學(xué)員報(bào)名情況和老師安排而定。課程安排與時(shí)間表時(shí)間表課程安排72024/3/2602Linux基礎(chǔ)與進(jìn)階知識(shí)82024/3/26基本命令學(xué)習(xí)常用的Linux命令，如ls、cd、mkdir、rm等，以及命令的選項(xiàng)和參數(shù)。命令行操作了解命令行界面及其操作方式，如命令的自動(dòng)補(bǔ)全、歷史命令查看等。安裝Linux操作系統(tǒng)掌握不同發(fā)行版的安裝步驟，如Ubuntu、CentOS等。Linux操作系統(tǒng)安裝與基本命令92024/3/26文件系統(tǒng)概述了解Linux文件系統(tǒng)的基本概念，如目錄結(jié)構(gòu)、文件類型等。權(quán)限管理掌握文件和目錄的權(quán)限設(shè)置方法，如chmod、chown等命令。文件操作學(xué)習(xí)文件的創(chuàng)建、刪除、復(fù)制、移動(dòng)等操作。文件系統(tǒng)管理及權(quán)限設(shè)置102024/3/26自動(dòng)化腳本編寫掌握如何使用Shell腳本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)，如定時(shí)備份、批量處理等。高級(jí)Shell編程技巧學(xué)習(xí)函數(shù)、數(shù)組等高級(jí)編程技巧，提高腳本編寫效率。Shell編程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)Shell腳本的編寫和執(zhí)行，了解變量、條件判斷、循環(huán)等基本概念。Shell編程及自動(dòng)化腳本編寫112024/3/26網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)了解TCP/IP協(xié)議棧、IP地址、端口等網(wǎng)絡(luò)基本概念。網(wǎng)絡(luò)配置學(xué)習(xí)如何配置Linux網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如IP地址、網(wǎng)關(guān)、DNS等。遠(yuǎn)程訪問(wèn)掌握如何使用SSH等遠(yuǎn)程訪問(wèn)工具連接到Linux服務(wù)器，進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和操作。網(wǎng)絡(luò)配置與遠(yuǎn)程訪問(wèn)122024/3/2603云計(jì)算平臺(tái)搭建與管理132024/3/26虛擬化技術(shù)原理應(yīng)用場(chǎng)景虛擬化技術(shù)原理及應(yīng)用場(chǎng)景虛擬化技術(shù)廣泛應(yīng)用于服務(wù)器整合、數(shù)據(jù)中心建設(shè)、云計(jì)算等領(lǐng)域，可以提高資源利用率、降低成本、提高系統(tǒng)可用性和可維護(hù)性等。通過(guò)虛擬化技術(shù)，可以在一臺(tái)物理服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)虛擬服務(wù)器，每個(gè)虛擬服務(wù)器都可以獨(dú)立運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，從而提高了服務(wù)器的利用率和靈活性。142024/3/26123KVM虛擬機(jī)配置KVM虛擬機(jī)安裝KVM虛擬機(jī)管理KVM虛擬機(jī)安裝、配置與管理介紹KVM虛擬機(jī)的安裝步驟，包括安裝KVM軟件包、配置網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)建虛擬磁盤等。詳細(xì)講解KVM虛擬機(jī)的配置過(guò)程，包括配置虛擬機(jī)的CPU、內(nèi)存、磁盤等硬件資源，以及安裝和配置操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等。介紹如何使用KVM管理工具對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行生命周期管理，包括虛擬機(jī)的啟動(dòng)、停止、暫停、恢復(fù)等操作，以及虛擬機(jī)的備份、遷移等高級(jí)功能。152024/3/26Docker容器技術(shù)概述01介紹Docker容器技術(shù)的基本概念和原理，以及與傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)。Docker容器安裝與配置02詳細(xì)講解Docker容器的安裝和配置過(guò)程，包括安裝Docker軟件包、配置Docker鏡像倉(cāng)庫(kù)、創(chuàng)建和管理Docker容器等。Docker容器應(yīng)用實(shí)踐03通過(guò)案例介紹如何使用Docker容器技術(shù)來(lái)部署和管理應(yīng)用程序，包括使用Dockerfile定義應(yīng)用程序環(huán)境、使用DockerCompose編排容器等。Docker容器技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐162024/3/26OpenStack云平臺(tái)概述介紹OpenStack云平臺(tái)的基本概念和架構(gòu)，以及OpenStack的各個(gè)組件和功能。OpenStack云平臺(tái)搭建詳細(xì)講解OpenStack云平臺(tái)的搭建過(guò)程，包括安裝和配置OpenStack的各個(gè)組件、配置網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)建和管理虛擬機(jī)等。OpenStack云平臺(tái)運(yùn)維介紹如何使用OpenStack管理工具對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)維管理，包括監(jiān)控和報(bào)警、日志分析、性能優(yōu)化等。同時(shí)，還將講解如何對(duì)OpenStack云平臺(tái)進(jìn)行故障排查和問(wèn)題處理。OpenStack云平臺(tái)搭建與運(yùn)維172024/3/2604分布式存儲(chǔ)與計(jì)算技術(shù)應(yīng)用182024/3/26分布式存儲(chǔ)原理介紹分布式存儲(chǔ)的基本概念、架構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)一致性保證等原理。Ceph集群搭建詳細(xì)講解Ceph集群的搭建過(guò)程，包括環(huán)境準(zhǔn)備、節(jié)點(diǎn)配置、集群初始化、存儲(chǔ)池創(chuàng)建等步驟。Ceph集群運(yùn)維介紹Ceph集群的監(jiān)控、故障排查、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等運(yùn)維操作。分布式存儲(chǔ)原理及Ceph集群搭建192024/3/26123簡(jiǎn)要介紹Hadoop的起源、發(fā)展及在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用。Hadoop概述詳細(xì)講解Hadoop分布式文件系統(tǒng)（HDFS）的架構(gòu)、數(shù)據(jù)讀寫流程等原理。HDFS原理介紹MapReduce編程模型的基本原理和實(shí)例分析。MapReduce編程模型Hadoop大數(shù)據(jù)處理框架簡(jiǎn)介202024/3/26簡(jiǎn)要介紹Spark的起源、發(fā)展及在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用。Spark概述詳細(xì)講解Spark的架構(gòu)、任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理等核心原理。Spark核心原理通過(guò)案例介紹Spark在數(shù)據(jù)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐。Spark應(yīng)用實(shí)踐Spark內(nèi)存計(jì)算框架應(yīng)用實(shí)踐212024/3/26簡(jiǎn)要介紹Flink的起源、發(fā)展及在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流處理領(lǐng)域的應(yīng)用。Flink概述詳細(xì)講解Flink的架構(gòu)、數(shù)據(jù)流模型、時(shí)間概念等核心原理。Flink核心原理通過(guò)案例介紹Flink在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流處理、窗口計(jì)算等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐。Flink應(yīng)用實(shí)踐數(shù)據(jù)流處理平臺(tái)Flink入門222024/3/2605網(wǎng)絡(luò)通信與負(fù)載均衡技術(shù)探討232024/3/26TCP/IP協(xié)議棧深入剖析深入分析TCP/IP協(xié)議棧中數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程，包括封裝、解封裝、路由選擇等，以及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的各種控制和管理機(jī)制。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程分析介紹TCP/IP協(xié)議棧的構(gòu)成和層次結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層。TCP/IP協(xié)議棧概述詳細(xì)講解TCP/IP協(xié)議棧各層的主要協(xié)議，如HTTP、TCP、UDP、IP、ARP等，以及它們的工作原理和作用。各層協(xié)議詳解242024/3/26Nginx概述反向代理原理與配置負(fù)載均衡策略與實(shí)現(xiàn)高可用性與擴(kuò)展性設(shè)計(jì)Nginx反向代理服務(wù)器配置實(shí)戰(zhàn)詳細(xì)講解Nginx反向代理的原理和配置方法，包括代理服務(wù)器與被代理服務(wù)器之間的通信過(guò)程、請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則等。介紹Nginx的基本概念、特點(diǎn)和作用，以及在Linux云計(jì)算集群中的應(yīng)用場(chǎng)景。探討Nginx的高可用性和擴(kuò)展性設(shè)計(jì)方案，如使用Keepalived實(shí)現(xiàn)Nginx的高可用性、通過(guò)集群方式提高Nginx的處理能力等。介紹Nginx的負(fù)載均衡策略和實(shí)現(xiàn)方法，如輪詢、IPHash、最少連接等，以及如何通過(guò)配置實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。252024/3/261234LVS概述集群優(yōu)化與性能提升LVS負(fù)載均衡原理與部署高可用性與擴(kuò)展性設(shè)計(jì)LVS負(fù)載均衡集群部署和優(yōu)化介紹LVS（LinuxVirtualServer）的基本概念、特點(diǎn)和作用，以及在Linux云計(jì)算集群中的應(yīng)用場(chǎng)景。詳細(xì)講解LVS負(fù)載均衡的原理和部署方法，包括LVS的三種工作模式（NAT、TUN、DR）及其優(yōu)缺點(diǎn)比較，以及如何通過(guò)配置實(shí)現(xiàn)LVS負(fù)載均衡。探討LVS集群的優(yōu)化方法和性能提升策略，如使用高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、優(yōu)化操作系統(tǒng)參數(shù)、調(diào)整負(fù)載均衡算法等。討論LVS的高可用性和擴(kuò)展性設(shè)計(jì)方案，如使用Keepalived實(shí)現(xiàn)LVS的高可用性、通過(guò)分布式文件系統(tǒng)提高LVS的擴(kuò)展性等。262024/3/26Keepalived概述介紹Keepalived的基本概念、特點(diǎn)和作用，以及在Linux云計(jì)算集群中的應(yīng)用場(chǎng)景。詳細(xì)講解VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol）協(xié)議的工作原理和作用，以及如何通過(guò)VRRP實(shí)現(xiàn)路由器的高可用性。介紹Keepalived的配置方法和實(shí)戰(zhàn)案例，包括如何配置VRRP組、設(shè)置優(yōu)先級(jí)和搶占模式等，以及如何通過(guò)Keepalived實(shí)現(xiàn)Nginx或LVS的高可用性。探討Keepalived的故障切換和恢復(fù)機(jī)制，如故障檢測(cè)、狀態(tài)切換、日志記錄等，以及如何通過(guò)這些機(jī)制保障系統(tǒng)的高可用性。VRRP協(xié)議與工作原理Keepalived配置與實(shí)戰(zhàn)故障切換與恢復(fù)機(jī)制Keepalived高可用解決方案272024/3/2606安全防護(hù)與監(jiān)控管理策略部署282024/3/26最小化安裝原則用戶權(quán)限管理定期更新補(bǔ)丁安全審計(jì)與日志分析Linux系統(tǒng)安全防護(hù)策略制定僅安裝必要的組件和服務(wù)，降低系統(tǒng)被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。及時(shí)安裝系統(tǒng)補(bǔ)丁，修復(fù)已知漏洞。嚴(yán)格控制用戶權(quán)限，避免使用root用戶進(jìn)行日常操作。開啟系統(tǒng)日志功能，定期審計(jì)和分析日志，發(fā)現(xiàn)潛在的安全問(wèn)題。292024/3/26防火墻規(guī)則配置入侵檢測(cè)工具部署定期安全掃描防火墻配置及入侵檢測(cè)工具使用根據(jù)業(yè)務(wù)需求制定防火墻規(guī)則，只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)。使用Snort等入侵檢測(cè)工具，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，發(fā)現(xiàn)異常行為及時(shí)報(bào)警。使用Nmap等安全掃描工具，定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全掃描，發(fā)現(xiàn)潛在的安全漏洞。302024/3/26搭建日志分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)日志的集中管理。日志集中管理日志分析與可視化監(jiān)控與報(bào)警使用ELK等日志分析工具，對(duì)日志進(jìn)行深度分析和可視化展示，幫助運(yùn)維人員快速定位問(wèn)題。制定監(jiān)控策略，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警。030201日志分析平臺(tái)搭建和運(yùn)維監(jiān)控312024/3/2601020304系統(tǒng)性能分析硬件資源優(yōu)化軟件配置優(yōu)化分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)性能調(diào)優(yōu)方法分享使用top、htop等工具分析系統(tǒng)性能瓶頸。根據(jù)業(yè)務(wù)需求合理分配硬件資源，如CPU、內(nèi)存、磁盤等。針對(duì)大規(guī)模并發(fā)場(chǎng)景，設(shè)計(jì)分布式架構(gòu)，提高系統(tǒng)整體性能。調(diào)整軟件配置參數(shù)，如數(shù)據(jù)庫(kù)連接池大小、Web服務(wù)器并發(fā)連接數(shù)等。322024/3/2607項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：構(gòu)建高可用云計(jì)算平臺(tái)332024/3/26需求分析明確項(xiàng)目目標(biāo)，包括平臺(tái)規(guī)模、業(yè)務(wù)需求、性能指標(biāo)等，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)思路根據(jù)需求，制定整體架構(gòu)設(shè)計(jì)方案，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、存?chǔ)方案、計(jì)算資源規(guī)劃等。技術(shù)選型針對(duì)項(xiàng)目需求，選擇合適的技術(shù)棧，如OpenStack、Kubernetes等，并確定版本。項(xiàng)目需求分析和設(shè)計(jì)思路梳理342024/3/26根據(jù)項(xiàng)目需求和設(shè)計(jì)思路，選擇關(guān)鍵組件，如負(fù)載均衡器、數(shù)據(jù)庫(kù)、消息隊(duì)列等。組件選型根據(jù)組件的穩(wěn)定性和兼容性，選擇合適的版本，并進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。版本選擇梳理組件之間的依賴關(guān)系，確保版本選擇的合理性和一致性。依賴關(guān)系分析關(guān)鍵組件選型和版本選擇依據(jù)352024/3/26準(zhǔn)備所需的硬件和軟件環(huán)境，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。環(huán)境準(zhǔn)備按照設(shè)計(jì)方案，逐步安裝和配置各個(gè)