导语

  

    《基于Linux的主机运行维护》是作者在其编写的《Linux系统管理与应用》基础上，总结多轮教学实践与多年潜心研究成果，并汇集目前运行维护业内主流知识编著而成，是校企合作开发课程的成果。本书在介绍实用知识体系的同时，更注重相关基础理论的讲解，以使读者达到融会贯通的境界，是理论应用于实践的成功范例，是基于新工科建设过程中产教融合方面的力作。

内容提要

  

    本书在《Linux操作系统管理与应用》一书基础上系统地介绍基于Linux的运行与维护领域的关键技术，主要内容包括6个专题：Linux文件系统管理专题，其中包括Linux系统启动、Linux文件系统理论与实践、存储系统分类及管理；Linux信息系统安全专题，其中包括Linux信息与系统安全、非对称加密技术及互信配置、PKI体系架构、基于私有CA的安全Web；Linux DNS（域名系统）专题，其中包括Internet体系结构及BIND部署、子域授权、区域配置、主从DNS复制；Linux集群负载均衡专题，其中包括Linux集群技术及分类、LVS负载均衡原理分类及实现、数据库集群及实现；Linux大数据系统专题，其中包括分布式文件系统Hadoop、分布式数据处理MapReduce、分布式结构化数据HBase、Hive数据仓库；IPV6技术应用基础专题，其中包括IPv6基础、IPv6使用协议、IPv4到IPv6的过渡技术等。
    本书在介绍上述实用知识体系的同时注重对相关基础理论的讲解，以便读者将相关知识融会贯通，是将理论与实践有机结合的成功范例，是基于新工科课程体系建设过程中主机运行与维护、数据科学与大数据技术、云计算技术基础的理论与实践。本书是在多年教学与研究基础上编著而成的，适合相关专业学生学习，也适合系统管理员、网络管理员、Linux运维工程师、大数据运维工程师及网站开发、测试、设计等从业人员参考。

第1章  Linux系统框架及管理进阶
  1.1  操作系统框架结构
    1.1.1  Linux内核
    1.1.2  Linux SHELL
    1.1.3  Linux文件系统
    1.1.4  Linux应用程序
  1.2  计算机存储体系
  1.3  Linux系统启动流程
  1.4  计算机存储体系
  1.5  单用户模式及应用
第2章  文件系统及动态磁盘管理
  2.1  文件系统概述
    2.1.1  Linux与Windows文件系统的区别
    2.1.2  文件系统层次分析
    2.1.3  索引式文件系统
    2.1.4  Linux文件系统的运作
  2.2  EXT文件系统
    2.2.1  EXT文件系统结构
    2.2.2  查看文件系统命令
    2.2.3  EXT文件系统存储和读取文件
    2.2.4  创建文件过程与日志文件系统
    2.2.5  链接文件
  2.3  文件操作管理
    2.3.1  配置本地yum源
    2.3.2  利用yum进行查询、安装、升级和移除功能
    2.3.3  yum的软件群组功能
    2.3.4  全系统自动升级
  2.4  存储基础
  2.5  基于多路径的块设备配置
    2.5.1  iSCSI方式的多路径存储
    2.5.2  FC方式的多路径存储
  2.6  NAS配置
第3章  域名系统——DNS&BIND
  3.1  BIND概述
    3.1.1  BIND的安装
    3.1.2  配置文件
  3.2  BIND主配置文件
    3.2.1  named.conf的默认配置
    3.2.2  修改named.conf
    3.2.3  默认区域配置文件/etc/named.rfc1912.zones
    3.2.4  自定义区域
  3.3  正向区域数据库文件
  3.4  反向区域数据库文件
  3.5  测试DNS服务
  3.6  辅DNS
    3.6.1  辅DNS的配置
    3.6.2  测试辅DNS
  3.7  子域
    3.7.1  父子域在同一台DNS服务器上
    3.7.2  父子域在不同DNS服务器上
  3.8  高级配置
    3.8.1  DNS转发
    3.8.2  负载均衡
    3.8.3  远程DNS管理——RNDC
第4章  系统安全
  4.1  加密与解密
    4.1.1  加密与解密基本原理
    4.1.2  数据加密解密的基本实现
  4.2  SSH互信配置
    4.2.1  SSH基本原理
    4.2.2  基于Linux客户端的SSH用户认证
    4.2.3  基于Winodws客户端的SSH用户认证
  4.3  基于私有CA的安全Web-HTTPS
    4.3.1  PKI
    4.3.2  私有CA实现
    4.3.3  安全Web服务器——https实现
  4.4  Iptables防火墙
    4.4.1  Iptables防火墙基本原理与结构
    4.4.2  Iptables防火墙的管理
  4.5  TCP/IP数据包结构
    4.5.1  网络分层结构
    4.5.2  IP首部结构
    4.5.3  TCP首部结构
    4.5.4  UDP首部
    4.5.5  TCP连接的建立与断开
  4.6  防火墙的基本配置
    4.6.1  规则查看（-L）
    4.6.2  规则删除（-D）
    4.6.3  规则清空（-F）
    4.6.4  默认规则（-P）
    4.6.5  规则添加
    4.6.6  规则修改
    4.6.7  自定义链
  4.7  条件匹配
    4.7.1  基本匹配条件
    4.7.2  扩展匹配条件
  4.8  网络防火墙
    4.8.1  网络体系
    4.8.2  Linux主机内核转发功能
    4.8.3  网络防火墙配置
  4.9  网络地址转换
    4.9.1  源地址转换
    4.9.2  目标地址转换
  4.10  应用层过滤防火墙
    4.10.1  检查现有软件环境
    4.10.2  编译内核
第5章  集群系统——LVS
  5.1  大型网站系统架构的演进
  5.2  集群介绍
  5.3  负载均衡集群
    5.3.1  LVS项目背景
    5.3.2  LVS的类型
    5.3.3  LVS调度算法
    5.3.4  NAT结构负载均衡
    5.3.5  DR结构负载均衡
  5.4  数据库集群
    5.4.1  数据库基本概念
    5.4.2  MySQL及SQL语句
    5.4.3  MySQL的备份和还原
    5.4.4  MySQL主从复制
第6章  分布式文件系统Hadoop
  6.1  Hadoop简介
  6.2  Hadoop架构原理
  6.3  Hadoop的使用场景
  6.4  Hadoop分布式文件系统
    6.4.1  设计思想
    6.4.2  体系结构
    6.4.3  数据复制
    6.4.4  文件系统元数据的持久化
    6.4.5  数据组织
  6.5  分布式数据处理MapReduce
    6.5.1  逻辑模型
    6.5.2  实现机制
  6.6  分布式结构化数据表HBase
    6.6.1  逻辑模型
    6.6.2  物理模型
    6.6.3  子表服务器
    6.6.4  主服务器
    6.6.5  元数据表
  6.7  Hadoop安装
    6.7.1  Hadoop环境安装配置
    6.7.2  Hadoop运行模式
  6.8  Hive数据仓库
    6.8.1  Hive工作原理
    6.8.2  Hive数据类型
    6.8.3  Hive的特点
    6.8.4  Hive的安装
第7章  IPv6
  7.1  IPv6基础知识
    7.1.1  IPv6地址
    7.1.2  IPv6报文格式
  7.2  IPv6使用协议
    7.2.1  邻居发现协议
    7.2.2  IPv6地址自动配置协议
    7.2.3  IPv6路由选择协议
  7.3  IPv4到IPv6的过渡技术
    7.3.1  IPv6/IPv4双协议栈技术
    7.3.2  隧道技术
    7.3.3  网络地址和协议转换技术
参考文献

前言

  

    为什么要编著本书
    为什么要编著本书为什么编著《基于Linux的主机运行维护》这本书？这要从作者在吉林师范大学日常的教学与研究工作说起。作者在Linux操作系统的相关教学和在信息安全、并行计算等方面的研究过程中，零散地积累一些主机运行与维护方面的知识和经验，但一直没成体系。同时，随着大数据、云计算技术的迅速发展及应用，Linux作为开源系统，被越来越广泛地应用于社会生活的各领域，但目前还鲜见主机运行方面的书籍和著作。本书的编著就是为了使读者在基于Linux系统运行与维护过程中解决相关问题，为在校本科学生学习主机运行维护提供参考，为数据科学与大数据技术专业建设做贡献！
    为此，作者在2016年编著出版了《Linux操作系统管理与应用》一书并成功应用于计算机相关专业的本科教学。随着吉林师范大学数据科学与大数据技术专业正式获批，基于Linux的主机运行与维护成为大数据运维工程师必备技能。为更好完成主机运行与维护教学工作和大数据方面的研究工作，为了使主机运行维护的教学与就业市场需求对接，作者成功申报了主机运行与维护校企合作开发课程，目的是为学习主机运行与维护的学生提供真实的应用场景。正是这样一个理念让作者不断努力，致力于将多年Linux及运维教学研究过程中的积累进行汇总，结合网络上主机运维方面有效的成功案例编著本书，作为校企合作开发课程的总结成果之一，为运维从业人员、系统架构师等提供有益的参考。
    感谢合作企业的工程师和课程教学团队的每位成员，是他们的帮助，让我们有决心和动力完成本书的编著，并在编著过程中促使我们不断地接受新知识和探索新领域，使我们不断进步和完善，达到教学相长。为了帮助学习主机运维的人员能够系统地掌握必备的理论和高效的实践技能，作者决定编著《基于Linux的主机运行维护》这本书作为主机运行与维护的基础，并计划编著《基于Linux的系统架构》作为主机运行与维护的高级应用。虽然关于Linux的书籍较多，但是很难找到一本与读者认知过程相吻合，与企业生产环境相匹配的主机运行与维护的书籍，这是编写本书的初衷。
    本书读者对象
    本书的读者对象为计算机专业本科生，Linux系统管理员、网络工程师、Linux运维工程师、云计算、大数据运维工程师及网站开发、测试、管理人员。
    本书体系结构
    全书分为7章6个专题，各部分相互关联又可以相互独立。
    第1个专题：Linux文件系统管理，包括第1、2章，主要内容为Linux系统启动、Linux文件系统理论与实践、存储系统分类及管理。
    第2个专题：Linux DNS（域名系统），包括第3章，主要内容为Internet体系结构及BIND部署、子域授权、区域配置、主从DNS复制。
    第3个专题：Linux信息系统安全，包括第4章，主要内容为Linux信息与系统安全、非对称加密技术及互信配置、PKI体系架构、基于私有CA的安全Web。
    第4个专题：Linux集群负载均衡，包括第5章，主要内容为Linux集群技术及分类、LVS负载均衡原理分类及实现、数据库集群及实现。
    第5个专题：Linux大数据系统，包括第6章，主要内容为分布式文件系统Hadoop、分布式数据处理MapReduce、分布式结构化数据HBase、Hive数据仓库。
    第6个专题：IPv6技术应用基础，包括第7章，主要内容为IPv6基础、IPv6使用协议、IPv4到IPv6的过渡技术等。
    致谢
    感谢Centos开源社区,网址https://www.centos.org/。
    感谢网络上为本书提供技术支持文章的所有作者，他们的经验和付出使开源世界更精彩！
    感谢校企合作开发课程项目为本书提供的支持，感谢合作企业沈阳尚观云科技有限公司及崔涛工程师对本书的贡献。
    感谢吉林师范大学教学团队的李爽、罗琳、李晓佳为本书的编著做出的无私奉献，感谢我的学生刘靓葳、王铭、邬娜的帮助，是他们从始至终的默默支持使本书顺利出版。
    尽管作者团队在本书编写过程中花费了大量的时间和精力，但书中难免还会存在一些纰漏，恳请读者批评和指正。作者的电子邮箱：computerdyp@jlnu.edu.cn。
    作者
    2018年7月