(2024年)天津Linux云计算集群架构师课程

天津Linux云计算集群架构师课程12024/3/26目录CONTENTS课程介绍与目标Linux基础与进阶知识云计算平台搭建与管理分布式存储与计算技术应用网络通信与负载均衡技术探讨安全防护与监控管理策略部署项目实战：构建高可用云计算平台22024/3/2601课程介绍与目标32024/3/26

云计算与集群技术概述云计算基本概念云计算的定义、特点、服务模式（IaaS、PaaS、SaaS）等。集群技术简介集群的定义、分类、高可用性和负载均衡等原理。云计算与集群技术的关系云计算如何利用集群技术实现资源池化、弹性扩展等。42024/3/2603Linux常用命令和工具Shell编程、系统管理、网络配置等。01Linux操作系统概述Linux的历史、特点、发行版等。02Linux在云计算中的地位为什么选择Linux作为云计算的基础操作系统。Linux操作系统在云计算中角色52024/3/26培养学员掌握Linux云计算集群架构设计和实施能力，具备独立搭建和维护云计算平台的能力。课程目标具备一定的计算机基础知识，了解网络基本原理和TCP/IP协议，熟悉Linux操作系统基本操作。学员要求课程目标及学员要求62024/3/26课程分为理论授课和实践操作两部分，包括云计算基础、Linux操作系统、集群技术、云计算平台搭建与维护等内容。课程总时长为3个月，每周3次课，每次课2小时。具体上课时间根据学员报名情况和老师安排而定。课程安排与时间表时间表课程安排72024/3/2602Linux基础与进阶知识82024/3/26基本命令学习常用的Linux命令，如ls、cd、mkdir、rm等，以及命令的选项和参数。命令行操作了解命令行界面及其操作方式，如命令的自动补全、历史命令查看等。安装Linux操作系统掌握不同发行版的安装步骤，如Ubuntu、CentOS等。Linux操作系统安装与基本命令92024/3/26文件系统概述了解Linux文件系统的基本概念，如目录结构、文件类型等。权限管理掌握文件和目录的权限设置方法，如chmod、chown等命令。文件操作学习文件的创建、删除、复制、移动等操作。文件系统管理及权限设置102024/3/26自动化脚本编写掌握如何使用Shell脚本实现自动化任务，如定时备份、批量处理等。高级Shell编程技巧学习函数、数组等高级编程技巧，提高脚本编写效率。Shell编程基础学习Shell脚本的编写和执行，了解变量、条件判断、循环等基本概念。Shell编程及自动化脚本编写112024/3/26网络基础知识了解TCP/IP协议栈、IP地址、端口等网络基本概念。网络配置学习如何配置Linux网络参数，如IP地址、网关、DNS等。远程访问掌握如何使用SSH等远程访问工具连接到Linux服务器，进行远程管理和操作。网络配置与远程访问122024/3/2603云计算平台搭建与管理132024/3/26虚拟化技术原理应用场景虚拟化技术原理及应用场景虚拟化技术广泛应用于服务器整合、数据中心建设、云计算等领域，可以提高资源利用率、降低成本、提高系统可用性和可维护性等。通过虚拟化技术，可以在一台物理服务器上创建多个虚拟服务器，每个虚拟服务器都可以独立运行不同的操作系统和应用程序，从而提高了服务器的利用率和灵活性。142024/3/26123KVM虚拟机配置KVM虚拟机安装KVM虚拟机管理KVM虚拟机安装、配置与管理介绍KVM虚拟机的安装步骤，包括安装KVM软件包、配置网络、创建虚拟磁盘等。详细讲解KVM虚拟机的配置过程，包括配置虚拟机的CPU、内存、磁盘等硬件资源，以及安装和配置操作系统和应用程序等。介绍如何使用KVM管理工具对虚拟机进行生命周期管理，包括虚拟机的启动、停止、暂停、恢复等操作，以及虚拟机的备份、迁移等高级功能。152024/3/26Docker容器技术概述01介绍Docker容器技术的基本概念和原理，以及与传统虚拟化技术的区别和优势。Docker容器安装与配置02详细讲解Docker容器的安装和配置过程，包括安装Docker软件包、配置Docker镜像仓库、创建和管理Docker容器等。Docker容器应用实践03通过案例介绍如何使用Docker容器技术来部署和管理应用程序，包括使用Dockerfile定义应用程序环境、使用DockerCompose编排容器等。Docker容器技术应用实践162024/3/26OpenStack云平台概述介绍OpenStack云平台的基本概念和架构，以及OpenStack的各个组件和功能。OpenStack云平台搭建详细讲解OpenStack云平台的搭建过程，包括安装和配置OpenStack的各个组件、配置网络、创建和管理虚拟机等。OpenStack云平台运维介绍如何使用OpenStack管理工具对云平台进行运维管理，包括监控和报警、日志分析、性能优化等。同时，还将讲解如何对OpenStack云平台进行故障排查和问题处理。OpenStack云平台搭建与运维172024/3/2604分布式存储与计算技术应用182024/3/26分布式存储原理介绍分布式存储的基本概念、架构设计和数据一致性保证等原理。Ceph集群搭建详细讲解Ceph集群的搭建过程，包括环境准备、节点配置、集群初始化、存储池创建等步骤。Ceph集群运维介绍Ceph集群的监控、故障排查、数据备份与恢复等运维操作。分布式存储原理及Ceph集群搭建192024/3/26123简要介绍Hadoop的起源、发展及在大数据领域的应用。Hadoop概述详细讲解Hadoop分布式文件系统（HDFS）的架构、数据读写流程等原理。HDFS原理介绍MapReduce编程模型的基本原理和实例分析。MapReduce编程模型Hadoop大数据处理框架简介202024/3/26简要介绍Spark的起源、发展及在大数据领域的应用。Spark概述详细讲解Spark的架构、任务调度、内存管理等核心原理。Spark核心原理通过案例介绍Spark在数据处理、机器学习等领域的应用实践。Spark应用实践Spark内存计算框架应用实践212024/3/26简要介绍Flink的起源、发展及在实时数据流处理领域的应用。Flink概述详细讲解Flink的架构、数据流模型、时间概念等核心原理。Flink核心原理通过案例介绍Flink在实时数据流处理、窗口计算等领域的应用实践。Flink应用实践数据流处理平台Flink入门222024/3/2605网络通信与负载均衡技术探讨232024/3/26TCP/IP协议栈深入剖析深入分析TCP/IP协议栈中数据的传输过程，包括封装、解封装、路由选择等，以及数据传输过程中的各种控制和管理机制。数据传输过程分析介绍TCP/IP协议栈的构成和层次结构，包括应用层、传输层、网络层和链路层。TCP/IP协议栈概述详细讲解TCP/IP协议栈各层的主要协议，如HTTP、TCP、UDP、IP、ARP等，以及它们的工作原理和作用。各层协议详解242024/3/26Nginx概述反向代理原理与配置负载均衡策略与实现高可用性与扩展性设计Nginx反向代理服务器配置实战详细讲解Nginx反向代理的原理和配置方法，包括代理服务器与被代理服务器之间的通信过程、请求转发规则等。介绍Nginx的基本概念、特点和作用，以及在Linux云计算集群中的应用场景。探讨Nginx的高可用性和扩展性设计方案，如使用Keepalived实现Nginx的高可用性、通过集群方式提高Nginx的处理能力等。介绍Nginx的负载均衡策略和实现方法，如轮询、IPHash、最少连接等，以及如何通过配置实现负载均衡。252024/3/261234LVS概述集群优化与性能提升LVS负载均衡原理与部署高可用性与扩展性设计LVS负载均衡集群部署和优化介绍LVS（LinuxVirtualServer）的基本概念、特点和作用，以及在Linux云计算集群中的应用场景。详细讲解LVS负载均衡的原理和部署方法，包括LVS的三种工作模式（NAT、TUN、DR）及其优缺点比较，以及如何通过配置实现LVS负载均衡。探讨LVS集群的优化方法和性能提升策略，如使用高性能网络设备、优化操作系统参数、调整负载均衡算法等。讨论LVS的高可用性和扩展性设计方案，如使用Keepalived实现LVS的高可用性、通过分布式文件系统提高LVS的扩展性等。262024/3/26Keepalived概述介绍Keepalived的基本概念、特点和作用，以及在Linux云计算集群中的应用场景。详细讲解VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol）协议的工作原理和作用，以及如何通过VRRP实现路由器的高可用性。介绍Keepalived的配置方法和实战案例，包括如何配置VRRP组、设置优先级和抢占模式等，以及如何通过Keepalived实现Nginx或LVS的高可用性。探讨Keepalived的故障切换和恢复机制，如故障检测、状态切换、日志记录等，以及如何通过这些机制保障系统的高可用性。VRRP协议与工作原理Keepalived配置与实战故障切换与恢复机制Keepalived高可用解决方案272024/3/2606安全防护与监控管理策略部署282024/3/26最小化安装原则用户权限管理定期更新补丁安全审计与日志分析Linux系统安全防护策略制定仅安装必要的组件和服务，降低系统被攻击的风险。及时安装系统补丁，修复已知漏洞。严格控制用户权限，避免使用root用户进行日常操作。开启系统日志功能，定期审计和分析日志，发现潜在的安全问题。292024/3/26防火墙规则配置入侵检测工具部署定期安全扫描防火墙配置及入侵检测工具使用根据业务需求制定防火墙规则，只允许必要的网络流量通过。使用Snort等入侵检测工具，实时监控网络流量，发现异常行为及时报警。使用Nmap等安全扫描工具，定期对系统进行安全扫描，发现潜在的安全漏洞。302024/3/26搭建日志分析平台，实现系统日志的集中管理。日志集中管理日志分析与可视化监控与报警使用ELK等日志分析工具，对日志进行深度分析和可视化展示，帮助运维人员快速定位问题。制定监控策略，对系统关键指标进行实时监控，发现异常及时报警。030201日志分析平台搭建和运维监控312024/3/2601020304系统性能分析硬件资源优化软件配置优化分布式架构设计性能调优方法分享使用top、htop等工具分析系统性能瓶颈。根据业务需求合理分配硬件资源，如CPU、内存、磁盘等。针对大规模并发场景，设计分布式架构，提高系统整体性能。调整软件配置参数，如数据库连接池大小、Web服务器并发连接数等。322024/3/2607项目实战：构建高可用云计算平台332024/3/26需求分析明确项目目标，包括平台规模、业务需求、性能指标等，为后续设计提供基础。设计思路根据需求，制定整体架构设计方案，包括网络拓扑、存储方案、计算资源规划等。技术选型针对项目需求，选择合适的技术栈，如OpenStack、Kubernetes等，并确定版本。项目需求分析和设计思路梳理342024/3/26根据项目需求和设计思路，选择关键组件，如负载均衡器、数据库、消息队列等。组件选型根据组件的稳定性和兼容性，选择合适的版本，并进行测试验证。版本选择梳理组件之间的依赖关系，确保版本选择的合理性和一致性。依赖关系分析关键组件选型和版本选择依据352024/3/26准备所需的硬件和软件环境，包括服务器、网络设备等。环境准备按照设计方案，逐步安装和配置各个