Linux企业级应用实战、运维和调优

1.本书主要讲解的是Linux生产环境下的实际案例，并给出解决方案、解决思路、处理方法，以及涉及的技术，并且扩展到不同的适用面，包括Rsync传输工具、PXE FTP、 数据库HA、负载均衡、DRBD、rescue抢救、GlusterFS海量存储、容器和调优等多方面技术。
2.软件版本以*的CentOS 7为基础，有一定的前瞻性，将生产的案例配套到CentOS 7的系统，让读者既学到新系统的使用，也学到在新系统下如何解决这些问题的方法。根据解决方案不同，同时会给出了6版本和7版本的不同解决方案。

本书主要讲解的是Linux生产环境下的实际案例，并给出解决方案、解决思路、处理方法，以及涉及的技术，并且扩展到不同的适用面，包括Rsync传输工具、PXE FTP、 数据库HA、负载均衡、DRBD、rescue抢救、GlusterFS海量存储、容器和调优等多方面技术。软件版本以*的CentOS 7为基础，有一定的前瞻性，将生产的案例配套到CentOS 7的系统，让读者既学到新系统的使用，也学到在新系统下如何解决这些问题的方法。根据解决方案不同，同时也会给出6版本和7版本的不同解决方案。

11年的IT运维经验，曾担任RedHat 中国区考官，现任某金融科技公司技术专家和产品经理一职，面向金融行业运维和架构以及基础平台软件开发的产品设计。

目录

第一部分 Linux实用生产技能
第1章 生产常用基础技能 2
1.1 Hostname ＆ Network 3
1.1.1 基础知识 3
1.1.2 Network指令 3
1.1.3 配置以太网静态IP地址 4
1.1.4 实用网络指令 5
1.1.5 修改网络配置文件 6
1.1.6 添加、删除路由条目 7
1.1.7 网络配置实例 8
1.1.8 网桥 12
1.1.9 bond 13
1.1.10 图形化配置 14
1.1.11 主机名 15
1.2 软件管理 16
1.2.1 基础知识 16
1.2.2 RPM 16
1.2.3 YUM软件包管理器 19
1.2.4 tar包管理 21
1.2.5 tar解压和压缩 22
1.2.6 源码安装 22
1.2.7 复杂的实例 23
1.3 journalctl ＆ NTP 24
1.3.1 journalctl 24
1.3.2 NTP 26
1.4 rsync传输工具 27
1.5 自定义安装光盘 30
1.5.1 需要解决的问题 30
1.5.2 可以选择的方案 30
1.5.3 该选择哪种呢 30
1.5.4 自定义光盘 31
1.6 PXE自动化安装 36
1.6.1 解决问题和注意事项 36
1.6.2 Kickstart PXE 36
1.6.3 PXE无人值守安装配置 38
1.7 系统急救 42
1.7.1 意外的礼物 42
1.7.2 单用户模式 42
1.8 容器 45
1.8.1 Docker的安装和使用 45
1.8.2 使用Docker容器 46
1.8.3 修改/保存Docker容器 47
1.8.4 Docker桥接网络 47
1.9 定制容器和私有仓库 48
1.9.1 创建Docker容器 48
1.9.2 定制容器 49
1.9.3 私有仓库 51
1.10 虚拟化（KVM） 53
1.10.1 KVM的使用 54
1.10.2 KVM热迁移 55
第2章 生产实用LVM技术 58
2.1 LVM基础 59
2.1.1 LVM介绍及其原理 59
2.1.2 LVM管理和使用 60
2.1.3 LVM 删除 65
2.2 LVM Cache ＆ Snapshot 66
2.2.1 LVM Cache 66
2.2.2 DM Cache 实例 67
2.2.3 LVM Snapshot 69
2.2.4 Snapshot测试 70
2.3 精简资源 73
2.3.1 精简资源介绍 73
2.3.2 精简资源实例 73
2.4 条带化（Striped） 78
2.4.1 线性和条带简介 78
2.4.2 条带化实例 79
2.5 数据处理 82
2.5.1 数据迁移 82
2.5.2 LVM数据迁移实例 83
2.5.3 PVMOVE在线更换磁盘 85
2.6 灾难恢复 86
2.6.1 灾难的划分 86
2.6.2 如何预防 87
2.6.3 LVM逻辑卷故障——灾难恢复实例 87
第3章 CentOS 7集群构建 90
3.1 Pacemaker基础 91
3.1.1 CentOS 7中的Cluster 91
3.1.2 Pacemaker集群类型 91
3.2 PCS-2集群的创建 93
3.3 PCS-3故障模拟和恢复 106
3.3.1 断开VIP网络，模拟集群切换 106
3.3.2 如何解决回切问题（主机恢复后，VIP回归到原主机） 107
3.3.3 断开心跳测试（脑裂的防范） 108
3.3.4 双心跳 109
3.3.5 stonith设置（Fence设置） 111
3.3.6 备份和恢复集群 112
3.4 PCS——DB2 Web 113
3.4.1 DB2 HA配置 113
3.4.2 Web集群 119
3.5 PCS HA（NFS DRBD） 121
3.5.1 背景介绍 121
3.5.2 DRBD NFS PCS配置实例 122
第4章 系统调优 130
4.1 性能调优的基础理论 131
4.1.1 调优不是万能的 131
4.1.2 信息模型 131
4.1.3 屏蔽干扰项和学会使用帮助文档 133
4.1.4 忠告 133
4.1.5 工具 134
4.1.6 单位 135
4.1.7 实例 135
4.2 经典理论（LAW） 136
4.2.1 为什么要理解队列理论 136
4.2.2 队列理论的核心思想 136
4.2.3 带宽和吞吐量 141
4.3 硬件 142
4.3.1 CPU 142
4.3.2 内存（Memory） 144
4.3.3 存储 145
4.3.4 网络 146
4.3.5 在Linux上查看信息 146
4.4 Process ＆ CPU 147
4.4.1 特征化的进程 148
4.4.2 Linux进程状态 148
4.4.3 进程在运行之前的准备工作 148
4.4.4 CPU的缓存类型 149
4.4.5 调度 150
4.4.6 优先级 150
4.4.7 优先级和队列的分类 151
4.4.8 SCHED_OTHER 151
4.4.9 对列调度器的调整策略 151
4.4.10 内核时钟 152
4.4.11 SystemTap 152
4.4.12 SystemTap Scripts 152
4.4.13 实验1——进程优先级对比 153
4.4.14 实验2——安装SystemTap 153
4.5 Memory调优 158
4.5.1 虚拟地址和物理地址 158
4.5.2 内存的分配 159
4.5.3 Page Walk和大页 159
4.5.4 Memory Cache 161
4.5.5 vmcommit 162
4.5.6 SysV IPC 163
4.5.7 几种页面的状态和类型 164
4.5.8 Swap分区 165
4.6 Network 166
4.6.1 数据的发送和接收 166
4.6.2 Socket Buffer 167
4.6.3 调整UDP Buffer的大小 167
4.6.4 调整TCP Buffer的大小 168
4.6.5 参考实验 168
4.7 磁盘调度＆ FileSystem 173
4.7.1 磁盘与I/O 173
4.7.2 Elevator算法 175
4.7.3 VFS-虚拟文件系统 176
4.8 Tuned 179
第5章 Linux系统安全 182
5.1 Linux安全介绍 183
5.2 Linux安全加固 185
5.3 OpenVAS的部署和使用 189
第6章 Linux实用规范 197
6.1 系统安装规范 198
6.2 问题处理规范 202
6.3 上线检查规范 205
第二部分 企业存储解决方案
第7章 GlusterFS——分布式存储技术详解 210
7.1 GlusterFS 211
7.1.1 GlusterFS介绍 211
7.1.2 GlusterFS常用卷 212
7.1.3 安装GlusterFS 214
7.2 GlusterFS技巧 219
7.2.1 GlusterFS副本卷更换磁盘 219
7.2.2 空间扩容 221
7.2.3 挂载点网络中断 222
7.2.4 磁盘隐性错误 223
7.2.5 保留磁盘数据，更换主机（灾难恢复） 223
7.2.6 参数调优 224
7.2.7 控制 225
7.2.8 写操作相关 226
7.2.9 读操作相关 226
7.2.10 线程控制 227
7.2.11 脑裂 227
7.3 GlusterFS高级特性 229
7.3.1 配额 229
7.3.2 RDMA 230
7.3.3 Trash Translator 231
7.3.4 Profile 监控分析 232
7.3.5 top 232
7.3.6 Statedump统计信息 233
7.3.7 灾备（Geo-Replication） 233
第8章 Ceph——分布式存储技术详解 237
8.1 Ceph 1 238
8.1.1 Ceph简介 238
8.1.2 Ceph的设计思路 238
8.1.3 Ceph的架构 238
8.1.4 Ceph的安装和配置 242
8.1.5 查看相关Map信息 252
8.2 Ceph 2 RBD 253
8.2.1 RBD块设备 253
8.2.2 创建块设备 253
8.2.3 使用块设备 255
8.2.4 快照 256
8.2.5 克隆 257
8.2.6 OpenStack支持 258
8.2.7 缓存参数 258
8.2.8 预读参数 259
8.3 Ceph对象网关1 259
8.3.1 Ceph对象网关实现开源云盘系统（OwnCloud社区版） 259
8.3.2 调试配置，简单使用 261
8.3.3 Ceph对象存储结合OwnCloud 265
8.4 Ceph对象网关2 267
8.4.1 创建bucket 268
8.4.2 Zone同步介绍（多活机制） 269
8.4.3 实施 270
8.5 Ceph SSD 276
8.6 Ceph-6 Luminous版本 279
8.6.1 升级和重新部署 280
8.6.2 Dashboard 284

推荐序1

随着开源热潮的逐步推进，Linux操作系统近年来在云计算和移动设备上都获得了巨大的成功，在各个行业中都有广泛的应用。然而，应用范围的增大导致了专业人才严重稀缺。这类人才紧缺的一个很大原因是，Linux的学习难度大、实战案例少。对于刚接触Linux及具备一些Linux基础经验的人来说，需要基础加实战的学习模式。
两位作者作为多年金融行业科技运营和实践的从业者，对Linux系统在金融行业的使用、规划、架构及故障处理都有着非常独特的见解，将长期积累的工作经验、扎实的技术功底，以及金融应用一线生产环境的实际案例融入书中，毫无保留地分享了Linux系统的使用和维护的经验心得，实在是难得。
本书全面勾勒出金融行业中Linux系统的常用技术和运维方法，从基础开始丰富每个技术细节，犹如一幅风景画，有着清晰、突出的轮廓和色彩斑斓的层次。 
纵观全书，以丰富的案例、实际项目场景、独特的故障分析思路、调优的基础理论和技术手段，深入浅出地带领读者学习Linux系统架构及一线生产运维技术。全书从生产实践的常用技术的使用、大规模分布式存储的架构规划、实战部署、故障排除、维护、系统安全加固和系统深度调优、集群的高可用和数据卷的管理等多个实际案例场景来编写。
整本书以简单明了的语言让读者更容易理解和吸收，从理论到实践做了详尽的阐述，既避免了理论的枯燥，又避免了实践的茫然。其中有很多是作者的经验之谈，既可以直接用在生产实践当中，又可以让读者举一反三。
相信本书对准备进入Linux领域的初学者和已经奋战一线多年的技术人员都是非常有帮助的。书中的内容紧贴工作实际，也是我们未来走向更高技术岗位的基石。
光大科技有限公司  副总经理
丁永建         

推荐序2

IDC公司将数字化的经济、边缘计算、应用开发革命、人工智能、高信任度、多种云服务等产业列为全球IT市场十大热点。这些热点背后无论是以虚拟化技术为中心的IaaS云，还是以容器为中心的PaaS云，都离不开一个基石——Linux操作系统。
在2017年IDC发布的全球操作系统和子系统的市场份额报告中，Linux占据了68%的市场份额，Linux的统治地位越来越明显，掌握Linux成为IT技术人员的重要技能之一。
Linux是一个用于管理计算机系统的物理硬件资源和提供调度服务、网络通信服务、文件系统服务等功能的操作系统内核软件工程。Linux的每个子系统都非常复杂，书中的案例都是来自工作中经验的总结，成林老师从实践的角度把精要的技术部分进行了阐述，同时结合案例予以分析，方便读者解理和掌握。

红帽（北京）有限公司 解决方案架构师
黄军宝              

前言

在2000年左右，Linux刚刚进入国内，那时候很多人还沉迷在Windows的操作系统中，大量的培训和工作系统也都是Windows系列，服务器系列更是以Windows Server和UNIX为主，那时候的Linux还不算主流。然而19年后的今天，Linux已经成为主流的服务器系统之一，并且在开源的大环境下，社区产品更是逐步覆盖各个领域，所以我们称如今的时代为“开源时代”，越来越多的企业通过开源社区的产品构建企业的产品架构和产品线。
随着时间的流逝，越来越多的人开始将学习目标定义在开源产品和上层应用上，往往忽略了这些产品的基础系统环境。任何应用、任何架构都离不开基础的操作系统，在我看来，对操作系统的掌握是向上发展的必经之路。
很长一段时间里，我参考了很多书籍，也学习了很多Linux技术，但我发现最终在生产环境中常用的基础技能也就那么多，大多数知识点还是非常宽泛的，这些基础是不是就不重要呢？答案是否定的，宽泛的基础知识将是你未来学习的根基，也是你掌握更多技能的基础。如果你已经有基础，想真正地将技术应用到生产环境中，或者想了解生产中的实用技术和故障处理方法，那么这本书是你合适的选择。
本书是如何组织的
第一部分：Linux实用生产技能
第1章：生产常用基础技能
本章主要讲解生产实用技能，比如网络方面的管理与配置、软件包管理器的安装和tar包的使用、自动安装中的自定义光盘和PXE、系统急救处理及虚拟化的使用，这些都是生产环境中的基础技能。毫不夸张地说，生产运维中的这些技能是系统管理方面经常用到的，所以我们刨去那些不常用、没意义的老旧技术，只要牢固地掌握常用技能就能进入实战的生产环境。
第2章：生产实用LVM技术
本章介绍Linux系统中常用的LVM技术，LVM是Linux系统的重要组成部分，内容包含从基础的LVM组成到各种LVM卷的不同配置和使用，以及故障排除和调优等方面，充分让读者理解LVM，并能掌握LVM的正确使用方法，具备操作生产LVM卷的能力。
第3章：CentOS 7集群构建
本章介绍“集群”技术，了解集群是什么，有哪些集群方式，以及如何配置生产中的HA（High Available，是双机集群系统的简称，指高可用性集群）。此外还列举了常用的HA，列举了配置范例，同时在配置范例中对生产中常见的故障进行了复现并给出解决方案。
第4章：系统调优
本章将探索Linux系统的调优，充分了解调优的基础理论、调优方法，深入理解CPU、Memory、Disk、Network的调优理论和方法，建立调优思维，排查生产环境中的运行瓶颈，提高生产系统运行效率。
第5章：Linux系统安全
本章讲解Linux系统安全，从安全的基础理论讲起，以实际的系统入侵案例进行安全剖析，同时对Linux系统安全加固进行细化讲解，让读者在该章充分理解Linux安全的重要性，从而规避安全风险。
第6章：Linux实用规范
本章以实际的Linux生产运行规定和规范为背景，向读者解析Linux系统在实际生产环境中从部署到配置的种种运营规范，使读者在理解规范的同时，学会建立和设置相关规范，巩固Linux系统运营生态。
第二部分：企业存储解决方案
第7章：GlusterFS——分布式存储技术详解
本章讲解现在比较实用的分布式存储技术之一的GlusterFS，从基础的卷的组成，到生产上的使用配置，再到模拟故障及故障排除，以及调优策略等几方面进行讲解，让读者透彻地掌握在生产中如何使用GlusterFS这套分布式存储。
第8章：Ceph——分布式存储技术详解
本章学习分布式存储技术Ceph，内容包括从基础的Ceph原理到CephFS和RBD的搭建与使用，以及故障排除和调优；利用Ceph对象存储搭建双活网盘，J版本到L版本的升级和L版本的独立部署，以实例模式讲解，加深读者印象。
本书读者对象
本书适合作为从事生产运维的工程师、企业架构师、研发工程师及Linux技术爱好者的参考资料。
如何阅读本书
如果读者是初次接触Linux运维的人员，建议从头开始阅读本书，系统地掌握第1章的生产运维常用技能。如果读者已经有运维基础，那么可以略过第1章的内容，选择感兴趣的章节进行学习，比如分布式存储、调优，等等。本书收录了较为常见的系统故障处理方法，可以提升读者在生产环境中处理故障的能力。
本书勘误
由于水平有限，书中难免有纰漏和谬误。如果读者发现本书有不正确之处，烦请反馈邮箱[email protected]，让我们共同完善此书，为广大运维者提供技术输出。
寄语
希望本书能给读者带来技术的提升及思维的扩展，在领略前沿技术和实用技术的同时，能够通过本书增长读者的运维技能和运维经验，丰富知识面，以及掌握系统调优的相关技能。