IT基礎(chǔ)架構(gòu)：系統(tǒng)運(yùn)維實(shí)踐

目　錄

本書贊譽(yù)

序

前言

第1章　混沌初開1

1.1　我眼中的基礎(chǔ)架構(gòu)1

1.2　寫一本怎樣的書3

1.2.1　英文書的傷痛4

1.2.2　有話直說—這就是我的忍道4

1.2.3　當(dāng)行家說人話5

1.3　本書聲明6

第2章　如何選擇優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)中心7

2.1　概述7

2.2　空間環(huán)境評(píng)估9

2.2.1　地質(zhì)環(huán)境9

2.2.2　空間結(jié)構(gòu)10

2.3　基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)估13

2.3.1　電氣系統(tǒng)13

2.3.2　空調(diào)系統(tǒng)17

2.3.3　消防系統(tǒng)21

2.3.4　弱電與綜合布線系統(tǒng)22

2.4　網(wǎng)絡(luò)建設(shè)評(píng)估23

2.5　服務(wù)保障評(píng)估23

2.6　本章小結(jié)24

第3章　數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作26

3.1　需求的不確定性29

3.2　如何避免變化打亂規(guī)劃30

3.2.1　采購資源預(yù)留30

3.2.2　數(shù)據(jù)中心機(jī)柜區(qū)域的規(guī)劃與布局31

3.2.3　規(guī)劃布局案例33

3.3　規(guī)劃設(shè)計(jì)心得35

3.4　本章小結(jié)41

第4章　網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃細(xì)節(jié)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)維的影響42

4.1　案例復(fù)盤44

4.2　事情為什么弄得一團(tuán)糟48

4.3　網(wǎng)絡(luò)空間資源的規(guī)劃50

4.3.1　PoD容量的計(jì)算方法50

4.3.2　地址空間的規(guī)劃51

4.3.3　VLAN的規(guī)劃52

4.4　網(wǎng)卡綁定54

4.4.1　網(wǎng)卡綁定模式的選擇54

4.4.2　網(wǎng)卡綁定的實(shí)現(xiàn)57

4.5　本章小結(jié)58

第5章　服務(wù)器硬件選型59

5.1　如何選擇合適的硬件配置59

5.1.1　選型的總體原則60

5.1.2　選型中值得注意的地方60

5.2　怎樣的一款服務(wù)器產(chǎn)品才算是優(yōu)秀的62

5.2.1　帶外管理有多重要63

5.2.2　異構(gòu)平臺(tái)融合能力63

5.2.3　完善的信息數(shù)據(jù)展示65

5.2.4　軟硬件環(huán)境兼容性66

5.2.5　用戶體驗(yàn)67

5.3　產(chǎn)品測(cè)試那些事兒69

5.3.1　測(cè)試前的準(zhǔn)備工作69

5.3.2　部署系統(tǒng)測(cè)試70

5.3.3　產(chǎn)品功能性測(cè)試70

5.3.4　能耗測(cè)試71

5.3.5　CPU性能測(cè)試81

5.3.6　內(nèi)存性能測(cè)試82

5.3.7　磁盤性能測(cè)試83

5.3.8　網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試87

5.3.9　測(cè)試后的收尾工作90

5.4　本章小結(jié)91

第6章　構(gòu)建CMDB與Work-flow92

6.1　誰拖了運(yùn)維的后腿93

6.2　定海神針CMDB94

6.2.1　CMDB是一切運(yùn)維的基石95

6.2.2　是什么毀了CMDB97

6.2.3　如何定義你的需求98

6.2.4　如何定義表結(jié)構(gòu)99

6.2.5　設(shè)計(jì)思想原則103

6.3　多面嬌娃Workflow106

6.3.1　一份周報(bào)中竟然80%的工作量都是在溝通106

6.3.2　Workflow能干什么107

6.3.3　Workflow是實(shí)例化的規(guī)范107

6.3.4　Workflow是領(lǐng)航員108

6.3.5　Workflow設(shè)計(jì)中的常見問題109

6.4　本章小結(jié)113

第7章　構(gòu)建IaaS平臺(tái)系統(tǒng)115

7.1　高效交付解決方案如何選型117

7.2　服務(wù)器設(shè)置詳解119

7.2.1　IPMI121

7.2.2　racadmin121

7.2.3　SMASH CLP123

7.3　Cobbler部署系統(tǒng)詳解124

7.3.1　理解Cobbler架構(gòu)124

7.3.2　Cobbler的安裝配置125

7.3.3　命名規(guī)范128

7.3.4　創(chuàng)建資源目錄130

7.3.5　創(chuàng)建Cobbler部署模板與實(shí)例131

7.3.6　Cobbler里面出現(xiàn)的坑133

7.4　IaaS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)136

7.4.1　交付工作流程定義136

7.4.2　Portal模塊與各組件之間的調(diào)用關(guān)系137

7.5　制作KVM虛擬機(jī)模板139

7.5.1　虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境部署140

7.5.2　創(chuàng)建虛擬機(jī)鏡像模板142

7.5.3　虛擬機(jī)克隆143

7.5.4　虛擬機(jī)設(shè)備調(diào)整144

7.5.5　VPC的支持145

7.6　本章小結(jié)149

第8章　構(gòu)建域名解析服務(wù)150

8.1　寫在前面的話150

8.2　首先做好一個(gè)傳統(tǒng)的DNS管理員151

8.3　Anycast DNS在多數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用171

8.3.1　什么是Anycast171

8.3.2　如何構(gòu)建DNS over Any-cast171

8.3.3　如何實(shí)施Anycast DNS172

8.3.4　如何守護(hù)quagga進(jìn)程177

8.3.5　BGP在Anycast中的應(yīng)用178

8.4　HTTP DNS180

8.4.1　傳統(tǒng)DNS的缺陷180

8.4.2　HTTP DNS的優(yōu)勢(shì)181

8.4.3　HTTP DNS長什么樣181

8.4.4　HTTP DNS會(huì)取代傳統(tǒng)的DNS嗎182

8.5　本章小結(jié)183

第9章　時(shí)間同步系統(tǒng)184

9.1　概述184

9.1.1　如何實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步184

9.1.2　GPS衛(wèi)星系統(tǒng)授時(shí)原理185

9.1.3　PTP186

9.1.4　為何要選用硬件時(shí)間源服務(wù)器187

9.1.5　如何選擇硬件時(shí)間源服務(wù)器188

9.2　ntpd191

9.2.1　ntpd初始化191

9.2.2　ntpd配置文件192

9.2.3　使用ntpq查詢時(shí)間同步的狀態(tài)193

9.3　chronyd197

9.3.1　chronyd的優(yōu)勢(shì)197

9.3.2　chronyd配置文件197

9.3.3　使用key限制客戶端訪問198

9.3.4　跟蹤時(shí)間同步過程199

9.3.5　檢查時(shí)間同步狀態(tài)199

9.4　如何處理閏秒200

9.4.1　閏秒是什么200

9.4.2　閏秒的危害201

9.4.3　前輩們是怎么解決閏秒的202

9.4.4　晦澀難懂的術(shù)語202

9.4.5　怎么解決閏秒問題204

9.5　本章小結(jié)207

第10章　配置管理209

10.1　本章目的209

10.2　expect與Parallel SSH210

10.2.1　expect210

10.2.2　Parallel SSH213

10.2.3　SSH的通病214

10.3　Ansible218

10.3.1　創(chuàng)建Host Inventory218

10.3.2　如何自動(dòng)添加節(jié)點(diǎn)218

10.3.3　組織主機(jī)節(jié)點(diǎn)219

10.3.4　Ad-Hoc221

10.3.5　Playbook225

10.3.6　關(guān)于優(yōu)化231

10.4　Puppet232

10.4.1　Puppet快跑232

10.4.2　初探Puppet234

10.4.3　使用Apache + Passenger替換WEBRick239

10.4.4　Mutil-Master & Mutil-CAServer241

10.4.5　排障241

10.5　SaltStack244

10.5.1　配置Minion244

10.5.2　管理Salt Key244

10.5.3　組織主機(jī)節(jié)點(diǎn)245

10.5.4　模塊的調(diào)用245

10.5.5　Mutil-Masters247

10.5.6　級(jí)聯(lián)248

10.5.7　SLS249

10.5.8　Grain250

10.5.9　Pillar254

10.5.10　排障255

10.6　我們真的能抗住海量節(jié)點(diǎn)嗎259

10.6.1　集合編隊(duì)260

10.6.2　匯報(bào)戰(zhàn)況260

10.6.3　不必過度依賴模塊260

10.7　解決方案的選擇261

10.8　本章小結(jié)265

第11章　文件共享服務(wù)266

11.1　構(gòu)建WebDAV服務(wù)266

11.1.1　基本構(gòu)建266

11.1.2　WebDAV on HTTPS270

11.2　構(gòu)建NFS服務(wù)272

11.2.1　NFS v4的新特性272

11.2.2　NFS常見問題處理273

11.2.3　NFS高可用方案277

11.2.4　NFS Cluster實(shí)施條件278

11.2.5　NFS Cluster的實(shí)施280

11.2.6　NFS Cluster故障排錯(cuò)287

11.3　構(gòu)建SFTP服務(wù)288

11.3.1　Chroot SFTP和公鑰訪問的必要性288

11.3.2　構(gòu)建Chroot SFTP289

11.3.3　SFTP容災(zāi)方案294

11.4　本章小結(jié)297

第12章　硬件故障告警與維修298

12.1　硬件故障的特點(diǎn)299

12.2　硬件故障告警300

12.2.1　告警方式300

12.2.2　事件類型和告警級(jí)別301

12.3　硬件故障分析302

12.3.1　常用分析手段302

12.3.2　常見故障錯(cuò)誤分析306

12.4　傳統(tǒng)維修的問題312

12.5　報(bào)修系統(tǒng)的需求定義313

12.5.1　故障申報(bào)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)需求315

12.5.2　審批通告環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)需求316

12.5.3　提交報(bào)修環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)需求316

12.5.4　設(shè)備維修環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)需求318

12.5.5　數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)需求318

12.6　本章小結(jié)319

第13章　主機(jī)系統(tǒng)信息安全基礎(chǔ)320

13.1　系統(tǒng)安全加固的基本要求320

13.2　關(guān)于安全配置的反思324

13.2.1　慎用賬戶鎖定325

13.2.2　密碼的煩惱325

13.2.3　sudo的意義326

13.3　sudo over LDAP的實(shí)現(xiàn)327

13.3.1　服務(wù)端配置327

13.3.2　客戶端配置329

13.3.3　關(guān)于LDAP超時(shí)和連接數(shù)限制的問題330

13.4　密碼學(xué)與數(shù)字證書330

13.4.1　密碼學(xué)技術(shù)331

13.4.2　數(shù)據(jù)加密與數(shù)字簽名334

13.4.3　公鑰加密體系的安全性論述336

13.4.4　數(shù)字證書是什么337

13.4.5　數(shù)字證書是怎么產(chǎn)生的337

13.4.6　數(shù)字證書是怎么驗(yàn)證的338

13.5　人為因素340

13.5.1　運(yùn)維紅線340

13.5.2　安全操作341

13.5.3　運(yùn)維工作中的常見問題342

13.6　本章小結(jié)344

第14章　性能校準(zhǔn)345

14.1　隊(duì)列理論346

14.2　CPU348

14.2.1　來自內(nèi)核態(tài)的資源消耗348

14.2.2　用戶態(tài)資源占用率高353

14.2.3　Cache與內(nèi)存的三種映射關(guān)系356

14.2.4　CPU調(diào)度算法357

14.2.5　進(jìn)程運(yùn)行在哪個(gè)核心上359

14.2.6　strace的妙用360

14.3　內(nèi)存361

14.3.1　NUMA362

14.3.2　Cache和Buffer364

14.3.3　虛擬地址空間365

14.3.4　大頁366

14.3.5　內(nèi)存分配366

14.3.6　內(nèi)存回收368

14.3.7　內(nèi)存超配了怎么辦369

14.3.8　為什么會(huì)產(chǎn)生OOM370

14.4　存儲(chǔ)372

14.4.1　磁盤調(diào)度算法372

14.4.2　I/O調(diào)度算法373

14.4.3　日志模式375

14.4.4　其他因素376

14.5　網(wǎng)絡(luò)378

14.5.1　Jumbo Frames379

14.5.2　BDP379

14.5.3　qperf380

14.5.4　其他380

14.6　本章小結(jié)381

第15章　Shell編程382

15.1　參數(shù)傳遞383

15.1.1　shift383

15.1.2　eval385

15.1.3　getopt387

15.1.4　函數(shù)傳參390

15.1.5　返回值391

15.2　文本處理三劍客393

15.2.1　grep394

15.2.2　sed396

15.2.3　awk397

15.3　字符處理401

15.3.1　字符的轉(zhuǎn)義401

15.3.2　字符串截取403

15.4　數(shù)組404

15.5　算來算去406

15.5.1　比較406

15.5.2　字符串計(jì)算407

15.5.3　精度與長度408

15.5.4　進(jìn)制轉(zhuǎn)換408

15.6　表面文章409

15.7　典型案例410

15.8　本章小結(jié)416

第16章　修行之路417

16.1　系統(tǒng)工程師的自我修養(yǎng)417

16.1.1　工程師與管理員418

16.1.2　系統(tǒng)工程師的三顆心419

16.1.3　匠人精神420

16.2　未來時(shí)代422

16.2.1　前方高能—出現(xiàn)怪獸AlphaGo422

16.2.2　從現(xiàn)在開始就要改變自己424

16.2.3　開啟你的管理模式425

16.3　寫在最后的話427