LinuxUnix技术丛书Linux集群之美

第1章　Linux集群基础概念 1

1.1　Linux集群涉及的核心概念及常用软件 2

1.1.1　什么是负载均衡高可用 2

1.1.2　什么是服务发现 3

1.1.3　以LVS作为负载均衡器 4

1.1.4　以Nginx作为负载均衡器 9

1.1.5　以HAProxy作为负载均衡器 10

1.1.6　高可用软件Keepalived 10

1.1.7　高可用软件Heartbeat 11

1.1.8　高可用块设备DRBD 11

1.2　负载均衡关键技术 13

1.2.1　负载均衡算法 13

1.2.2　Session共享和会话保持 17

1.3　负载均衡器的会话保持机制 19

1.3.1　负载均衡器的会话保持处理机制 19

1.3.2　LVS的持久连接机制 20

1.3.3　Nginx负载均衡器的ip_hash算法 24

1.3.4　HAProxy负载均衡器的source算法 25

1.3.5　基于cookie的会话保持处理机制 29

1.4　服务器健康检测 33

1.5　L4和L7负载均衡器对比 34

1.6　集群内（外）负载均衡 34

1.7　软件级负载均衡器的特点介绍与对比 35

1.8　小结 36

第2章　Python的基础概念及进阶知识 37

2.1　Python语言的应用领域 37

2.2　选择Python的原因 39

2.3　Python的版本说明 40

2.4　如何高效地进行Python开发工作 40

2.4.1　IPython的功能介绍 40

2.4.2　利用virtualenv隔离项目 46

2.4.3　PyCharm简介 47

2.5　Python基础知识介绍 51

2.5.1　正则表达式的应用 51

2.5.2　Python程序的构成 58

2.5.3　Python的编码问题 60

2.5.4　使用Python解析JSON 63

2.5.5　Python异常处理与程序调试异常 64

2.5.6　Python函数 67

2.5.7　Python的面向对象 79

2.5.8　Python的多进程和多线程 91

2.5.9　Python协程 105

2.6　小结 109

第3章　Python在Linux集群中的实践应用 110

3.1　Python经常用到的第三方类库 110

3.2　工作中常用的Python脚本 111

3.2.1　利用Python比较应用 111

3.2.2　利用Python获取数据库证书并替换成文件字符串 112

3.2.3　利用Python处理JSON式文件 113

3.3　利用Flask Web框架设计RESTful API 114

3.3.1　后端开发工作中为什么要使用RESTful API 114

3.3.2　项目实战 117

3.4　利用Nginx+Gunicorn+Flask部署Python项目 119

3.5　利用Flask+ Gevent搭建webssh 128

3.6　小结 137

第4章　轻量级自动化运维工具Fabric介绍 138

4.1　Vagrant简介 139

4.1.1　Vagrant的安装 139

4.1.2　使用Vagrant配置本地开发环境 141

4.1.3　使用Vagrant搭建本地开发环境 148

4.1.4　使用Vagrant搭建分布式环境 153

4.2　轻量级自动化运维工具Fabric 162

4.2.1　Paramiko版本库简介 162

4.2.2　Fabric的安装 164

4.2.3　Fabric的命令行入口fab命令详解 165

4.2.4　Fabric的环境变量设置 166

4.2.5　Fabric的核心API 167

4.2.6　Fabric的执行逻辑 171

4.3　Fabric在工作中的应用实例 173

4.3.1　开发环境中的Fabric应用实例 173

4.3.2　工作场景中常见的Fabric应用实例 174

4.4　Fabric在性能方面的不足 180

4.5　小结 180

第5章　Linux集群项目案例 181

5.1　Linux集群的项目案例详解 181

5.1.1　项目案例一：LVS在项目中的优化设计思路 181

5.1.2　项目案例二：用Nginx+Keepalived实现在线票务系统 184

5.1.3　项目案例三：企业级Web负载均衡高可用之Nginx+Keepalived 188

5.1.4　项目案例四：HAProxy双机高可用方案HAProxy+Keepalived 198

5.2　利用HAProxy代理WebSocket集群 203

5.3　巧用DNS轮询进行负载均衡 206

5.4　利用ZooKeeper集群来搭建分布式系统 211

5.5　小结 218

第6章　云原生环境下的负载均衡实现 219

6.1　私有化部署Kubernetes集群 220

6.1.1　部署Kubernetes集群环境的准备工作 220

6.1.2　Nexus3私有仓库在集群内的暴露使用 221

6.1.3　部署Kubernetes集群 222

6.1.4　Kubernetes集群数据如何持久化 228

6.2　负载均衡的具体实现 232

6.2.1　以iptables作为集群的负载均衡 232

6.2.2　以IPVS作为集群的负载均衡 241

6.2.3　服务发现 243

6.2.4　Ingress-Controller的介绍 245

6.3　小结 264

第7章　MySQL高可用集群项目案例 265

7.1　MySQL数据库的安装 265

7.2　服务器物理硬件的选择 267

7.3　MySQL数据库的优化 267

7.4　MySQL主从复制流程与原理 270

7.5　MySQL主从复制的搭建 271

7.5.1　MySQL主从复制环境介绍 271

7.5.2　影响MySQL主从复制的配置选项 272

7.5.3　MySQL主从复制的实现过程 273

7.6　MySQL MHA集群案例 274

7.6.1　MHA安装前的准备工作 275

7.6.2　源码安装MHA程序 276

7.6.3　MHA的实际安装和部署流程 277

7.6.4　MHA manager的压测 284

7.6.5　设置MHA manager为守护进程 290

7.7　MySQL DRBD高可用案例 291

7.7.1　MySQL DRBD相关组件原理介绍 292

7.7.2　MySQL DRBD的具体搭建过程 293

7.7.3　MySQL SysBench的基准测试 308

7.8　利用mysql-utilities工具自动切换主从复制 308

7.8.1　基于GTID的主从复制 308

7.8.2　mysql-utilities工具的二次开发 318

7.9　用XtraBackup工具备份和恢复数据库 319

7.9.1　XtraBackup的安装过程 319

7.9.2　XtraBackup的运行原理 319

7.9.3　XtraBackup备份及恢复过程 321

7.10　小结 322

第8章　高可用高并发系统架构设计 323

8.1　系统性能评估指标 323

8.2　网站架构设计规划预案 324

8.2.1　合理设计与规划 324

8.2.2　核心系统的开发设计 325

8.2.3　规划好网站未来的发展 325

8.2.4　合理选用开源软件方案 326

8.2.5　机房及CDN选型 326

8.2.6　CI/CD及蓝绿部署发布 327

8.2.7　系统安全问题 327

8.3　千万级PV、高性能、高并发网站的架构设计 328

8.4　亿级PV、高性能、高并发网站的架构设计 332

8.5　秒杀系统的架构设计 339

8.6　小结 343

第9章　Linux集群的总结和思考 344

9.1　集群与分布式系统的区别 344

9.2　了解微服务及其组件 346

9.3　现阶段如何保证高可用 349

9.4　小结 351

附录A　Docker进阶操作总结 352

附录B　利用Nexus3配置CI/CD的私有仓库 358

附录C　XtraBackup备份工具的详细测试 365