Linux企業級系統運維（微課版）

龔雄濤，湖北職業技術學院教授。在教學方面，主講《操作系統》《數據庫技術》等多門專業核心課程，註重理論與實踐相結合，以生動的教學方法和豐富的行業經驗，激發了學生對信息技術的濃厚興趣。在行業實踐上，龔老師擁有豐富的項目開發經驗，尤其在操作系統管理與系統集成方面積累了寶貴經驗。其將行業前沿技術融入教學，有效提升了學生的專業技能與創新能力，為信息技術領域輸送了大量優秀人才。

項目1　安裝和批量部署Linux服務器操作系統　1

任務1.1　手動安裝Linux服務器操作系統　1

任務說明　1

知識引入　1

1.1.1　為什麼要學習Linux系統運維　1

1.1.2　Linux服務器操作系統版本　2

任務實現　3

任務1.1.1　安裝CentOS Stream 9操作系統　3

任務1.1.2　安裝openEuler操作系統　6

任務1.1.3　安裝Ubuntu服務器操作系統　8

任務1.2　批量自動安裝Linux服務器操作系統　12

任務說明　12

知識引入　12

1.2.1　PXE　12

1.2.2　Kickstart　13

1.2.3　Cobbler　14

任務實現　15

任務1.2.1　部署Cobbler服務器　15

任務1.2.2　測試基於Cobbler自動安裝操作系統　19

任務1.2.3　基於Cobbler批量自動部署操作系統　22

項目實訓　25

項目實訓1　安裝統信UOS服務器操作系統　25

項目實訓2　部署Cobbler服務器並測試操作系統的安裝　26

項目總結　26

項目2　系統配置管理進階　27

任務2.1　遠程管理Linux服務器　27

任務說明　27

知識引入　28

2.1.1　SSH協議　28

2.1.2　遠程桌面協議　28

2.1.3　基於Web的遠程管理工具　29

任務實現　29

任務2.1.1　使用SSH遠程管理服務器　29

任務2.1.2　在Linux服務器之間實現SSH互信　30

任務2.1.3　使用Cockpit基於Web界面管理服務器　32

任務2.2　管理Linux系統和服務　34

任務說明　34

知識引入　34

2.2.1　systemd與系統初始化　34

2.2.2　單元與單元文件　34

2.2.3　目標和運行級別　35

2.2.4　systemd命令　36

任務實現　36

任務2.2.1　考察systemd單元文件　36

任務2.2.2　使用systemd管理服務　37

任務2.2.3　使用systemd管理系統啟動　39

任務2.3　配置防火墻和SELinux　40

任務說明　40

知識引入　40

2.3.1　Linux的防火墻架構　40

2.3.2　firewalld基礎　41

2.3.3　SELinux架構　43

任務實現　44

任務2.3.1　為firewalld防火墻設置常規規則　44

任務2.3.2　為firewalld防火墻設置富規則　46

任務2.3.3　啟用SELinux　47

任務2.3.4　配置SELinux策略　48

項目實訓　50

項目實訓1　在兩臺CentOS Stream 9服務器之間配置SSH互信　50

項目實訓2　使用systemd管理防火墻（firewalld）　50

項目實訓3　配置UFW　51

項目總結　51

項目3　部署LAMP與LNMP平臺　52

任務3.1　部署LAMP平臺　52

任務說明　52

知識引入　53

3.1.1　LAMP平臺　53

3.1.2　Apache服務器配置文件　54

3.1.3　HTTPS與SSL協議　55

3.1.4　MySQL和MariaDB數據庫　56

3.1.5　PHP與PHP-FPM　56

任務實現　57

任務3.1.1　安裝並運行Apache　57

任務3.1.2　熟悉Apache的基本配置　58

任務3.1.3　基於Apache配置虛擬主機　60

任務3.1.4　為Apache服務器配置SSL以實現HTTPS訪問　64

任務3.1.5　部署MySQL服務器　67

任務3.1.6　安裝並配置PHP　68

任務3.1.7　使用phpMyAdmin管理MySQL　70

任務3.2　部署LNMP平臺　71

任務說明　71

知識引入　71

3.2.1　LNMP平臺　71

3.2.2　Nginx服務器配置文件　72

任務實現　74

任務3.2.1　安裝並運行Nginx　74

任務3.2.2　熟悉Nginx的基本配置　75

任務3.2.3　基於Nginx配置虛擬主機　77

任務3.2.4　為Nginx配置HTTPS訪問　78

任務3.2.5　整合MySQL和PHP以搭建LNMP平臺　78

項目實訓　80

項目實訓1　在Ubuntu服務器上部署LAMP平臺　80

項目實訓2　基於Nginx配置基於名稱的虛擬主機　81

項目實訓3　在openEuler服務器上部署LNMP平臺　81

項目總結　81

項目4　反向代理與Web負載均衡　82

任務4.1　基於Nginx實現反向代理　82

任務說明　82

知識引入　83

4.1.1　什麼是代理服務　83

4.1.2　Nginx的反向代理配置　84

任務實現　85

任務4.1.1　基於Nginx實現簡單的反向代理　85

任務4.1.2　使用audit2allow解決SELinux策略導致的訪問被拒絕問題　86

任務4.1.3　基於Nginx實現反向代理緩存　88

任務4.2　基於Nginx實現Web負載均衡　89

任務說明　89

知識引入　89

4.2.1　什麼是服務器集群　89

4.2.2　什麼是負載均衡　90

4.2.3　Web負載均衡的實現技術　90

4.2.4　Nginx的負載均衡配置　91

任務實現　92

任務4.2.1　基於Nginx實現簡單的Web負載均衡　92

任務4.2.2　基於Nginx實現動靜分離　94

任務4.3　基於LVS實現Web負載均衡　95

任務說明　95

知識引入　96

4.3.1　LVS的體系結構　96

4.3.2　LVS集群　96

4.3.3　LVS的工作模式和調度算法　97

4.3.4　LVS的配置管理　99

任務實現　99

任務4.3.1　基於LVS NAT模式實現Web負載均衡　99

任務4.3.2　基於LVS DR模式實現Web負載均衡　102

任務4.3.3　基於LVS TUN模式實現Web負載均衡　104

項目實訓　106

項目實訓1　在openEuler服務器上部署Nginx負載均衡器　106

項目實訓2　在openEuler服務器上實現LVS DR模式的Web負載均衡　107

項目總結　107

項目5　文件同步　108

任務5.1　基於rsync實現文件同步　108

任務說明　108

知識引入　108

5.1.1　rsync的特點　108

5.1.2　rsync的用法　109

任務實現　110

任務5.1.1　實現遠程文件同步　110

任務5.1.2　實現文件定時同步　113

任務5.2　實現文件實時同步　113

任務說明　113

知識引入　114

5.2.1　rsync結合inotify的文件實時同步解決方案　114

5.2.2　rsync結合sersync的文件實時同步解決方案　114

任務實現　114

基於sersync和rsync實現文件實時同步　114

項目實訓　117

項目實訓1　基於rsync實現遠程文件同步　117

項目實訓2　基於sersync和rsync實現Web網站實時鏡像　117

項目總結　118

項目6　MySQL數據庫企業級部署　119

任務6.1　MySQL數據庫備份與恢覆　119

任務說明　119

知識引入　120

6.1.1　全量備份與增量備份　120

6.1.2　邏輯備份與物理備份　120

6.1.3　XtraBackup備份工具　121

6.1.4　XtraBackup的工作機制　121

任務實現　122

任務6.1.1　使用mysqldump工具實現邏輯備份和恢覆　122

任務6.1.2　使用XtraBackup工具實現全量備份和恢覆　124

任務6.1.3　使用XtraBackup工具實現增量備份和恢覆　127

任務6.2　部署MySQL主從覆制集群　130

任務說明　130

知識引入　130

6.2.1　MySQL主從覆制的實現機制　130

6.2.2　MySQL主從覆制的應用　131

任務實現　132

組建MySQL主從覆制集群　132

任務6.3　MySQL讀寫分離與負載均衡　136

任務說明　136

知識引入　137

6.3.1　MySQL讀寫分離　137

6.3.2　MySQL負載均衡　137

6.3.3　MaxScale　137

任務實現　138

任務6.3.1　基於MaxScale實現MySQL讀寫分離　138

任務6.3.2　基於MaxScale實現MySQL負載均衡　142

項目實訓　146

項目實訓1　使用XtraBackup工具實現全量備份和恢覆　146

項目實訓2　配置MariaDB主從覆制集群　146

項目總結　146

項目7　部署高可用集群　147

任務7.1　部署基本的Keepalived高可用集群　147

任務說明　147

知識引入　148

7.1.1　Keepalived的功能和應用場景　148

7.1.2　Keepalived的工作機制　148

7.1.3　Keepalived的配置文件　149

任務實現　150

任務7.1.1　部署Keepalived主備架構高可用集群　150

任務7.1.2　部署Keepalived雙主架構高可用集群　153

任務7.2　基於LVS和Keepalived實現高可用負載均衡　155

任務說明　155

知識引入　155

7.2.1　LVS與Keepalived的組合　155

7.2.2　Keepalived的LVS配置　155

7.2.3　Keepalived的健康檢查　156

任務實現　157

任務7.2.1　規劃高可用LVS負載均衡集群　157

任務7.2.2　部署高可用LVS負載均衡集群　158

任務7.2.3　測試高可用LVS負載均衡集群　161

任務7.3　基於HAProxy和Keepalived實現高可用負載均衡　162

任務說明　162

知識引入　163

7.3.1　HAProxy概述　163

7.3.2　VRRP腳本配置　164

任務實現　165

任務7.3.1　部署主備架構的高可用HAProxy負載均衡集群　165

任務7.3.2　部署雙主架構的高可用HAProxy負載均衡集群　168

任務7.4　基於Keepalived部署高可用MySQL集群　171

任務說明　171

知識引入　172

7.4.1　MySQL高可用解決方案　172

7.4.2　基於Keepalived的MySQL高可用解決方案　172

7.4.3　Keepalived的非搶占模式　173

7.4.4　進一步了解雙主覆制架構的MySQL主從覆制　173

任務實現　174

任務7.4.1　規劃基於Keepalived的MySQL高可用集群　174

任務7.4.2　配置雙主覆制架構的MySQL主從覆制　174

任務7.4.3　使用Keepalived實現MySQL雙機的高可用　176

任務7.4.4　在高可用集群中加入MySQL從服務器　179

項目實訓　180

項目實訓1　部署主備架構的高可用Nginx負載均衡集群　180

項目實訓2　部署雙主架構的高可用Nginx負載均衡集群　180

項目總結　181

項目8　系統監控與日誌管理和分析　182

任務8.1　基於Zabbix實現系統監控　182

任務說明　182

知識引入　183

8.1.1　Linux系統監控概述　183

8.1.2　Zabbix的主要特性　183

8.1.3　Zabbix的基本架構　184

8.1.4　Zabbix的主動和被動監控模式　184

任務實現　185

任務8.1.1　部署Zabbix監控平臺　185

任務8.1.2　將被監控主機納入Zabbix監控平臺進行管理　187

任務8.1.3　使用Zabbix進行系統監控　190

任務8.1.4　配置並使用郵件告警　192

任務8.1.5　實現被監控主機的自動納管　195

任務8.2　部署ELK日誌管理和分析平臺　199

任務說明　199

知識引入　199

8.2.1　什麼是ELK棧　199

8.2.2　ELK棧的架構　200

8.2.3　ELK棧的應用　200

任務實現　201

任務8.2.1　規劃ELK日誌管理和分析平臺　201

任務8.2.2　部署Elasticsearch　201

任務8.2.3　部署Kibana　203

任務8.2.4　部署Logstash　205

任務8.2.5　通過Kibana查看和分析日誌　209

項目實訓　211

項目實訓1　使用Zabbix監控MySQL服務器　211

項目實訓2　為ELK平臺部署Filebeat收集日誌數據　211

項目總結　212

項目9　系統自動化運維　213

任務9.1　編寫腳本實現系統自動化運維　213

任務說明　213

知識引入　214

9.1.1　Linux自動化運維的基本工具Shell腳本　214

9.1.2　適合自動化運維的Python腳本　215

任務實現　217

任務9.1.1　編寫Shell腳本一鍵安裝JDK　217

任務9.1.2　編寫Python腳本監控Linux系統性能　219

任務9.2　基於Ansible實現系統自動化運維　223

任務說明　223

知識引入　223

9.2.1　Ansible的特點　223

9.2.2　Ansible的應用　224

9.2.3　Ansible的基本架構　224

9.2.4　清單文件　225

9.2.5　Ansible的模塊　226

9.2.6　即席命令　227

9.2.7　Playbook　227

任務實現　230

任務9.2.1　使用Ansible在目標主機上執行Shell腳本　230

任務9.2.2　使用Playbook配置系統時鐘同步　232

任務9.2.3　使用Ansible批量部署Zabbix代理　234

任務9.3　AI賦能Linux系統運維　237

任務說明　237

知識引入　238

9.3.1　AIGC與AI助手　238

9.3.2　AIOps　239

任務實現　240

任務9.3.1　在Linux的日常系統運維中使用AI助手　240

任務9.3.2　使用AI代碼助手輔助編寫Linux系統運維程序　244

項目實訓　247

項目實訓1　編寫Shell腳本實現一鍵安裝LAMP平臺　247

項目實訓2　使用Playbook批量更改Linux系統環境配置　248

項目實訓3　體驗AI助手在Linux系統運維中的應用　248

項目總結　249