本文為《跟馬哥學(xué)Linux》系列文章的第四篇，上一篇文章為《 Linux云計(jì)算高端課程上課紀(jì)律》。

在正式開(kāi)始之前，簡(jiǎn)單說(shuō)明一下整個(gè)Linux整個(gè)課程體系。Linux運(yùn)維課程體系大綱有哪些，讓各位充分了解一下課程主要有哪些，會(huì)涉及哪些要點(diǎn)。大體上將課程分為兩個(gè)階段。分為中級(jí)和高級(jí)的內(nèi)容，我對(duì)他做一下簡(jiǎn)單說(shuō)明：

首先，講一下Linux入門(mén)課程主要講解：Linux操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)概念、常見(jiàn)的發(fā)行版本之間的差異化以及一些基礎(chǔ)命令的使用，比如與文件系統(tǒng)相關(guān)的和除文件系統(tǒng)以外，與系統(tǒng)管理相關(guān)的工具。

Linux系統(tǒng)管理課程主要包括程序包管理、分區(qū)管理等。還有，Linux服務(wù)及安全管理課程。

這三個(gè)課程對(duì)應(yīng)紅帽課程體系的認(rèn)證考試的RHCSA（紅帽認(rèn)證助理工程師）和RHCE（紅帽認(rèn)證工程師）課程，是Linux學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，是運(yùn)維工作中最經(jīng)常用到的知識(shí)。對(duì)于零基礎(chǔ)同學(xué)，后面相對(duì)較簡(jiǎn)單，因?yàn)槿腴T(mén)很難，后面無(wú)非是學(xué)知識(shí)或者學(xué)習(xí)新概念，這些新概念是建構(gòu)在基礎(chǔ)知識(shí)之上的。對(duì)于有基礎(chǔ)的同學(xué)，希望可以有不同的收獲，可以把更多的精力放在后面知識(shí)的深入學(xué)習(xí)上。

再往后，學(xué)習(xí)Linux Cluster叫做Linux集群。

主要學(xué)習(xí)常見(jiàn)集群的兩種，第一種是負(fù)載均衡集群，可稱(chēng)做LB Cluster。在第一階段，主要講解LB Cluster中，如何實(shí)現(xiàn)基于Nginx完成對(duì)于http協(xié)議反代模式的七層負(fù)載均衡，以及借助LVS實(shí)現(xiàn)四層負(fù)載均衡，并且會(huì)對(duì)比說(shuō)明二者之間的區(qū)別和適用場(chǎng)景。

而后，會(huì)講解高可用集群，即HA Cluster。主要講解Keepalived來(lái)保證Nginx和LVS服務(wù)的高可用。

接下來(lái)，會(huì)講解Linux Ops運(yùn)維工具，它非常簡(jiǎn)單好用，目前炙手可熱的，叫做ansible，在中小型企業(yè)，無(wú)大型服務(wù)器的企業(yè)，ansible非常好用。

這一階段后，主要講解Linux監(jiān)控工具M(jìn)onitoring，會(huì)講zabbix。

以上為第一階段的重點(diǎn)內(nèi)容，接下來(lái)講解第二階段。

第二階段，首先會(huì)講解http服務(wù)的相關(guān)功能，在第一階段，在講到Linux服務(wù)及安全管理課程時(shí)，除了會(huì)講如http這樣非常關(guān)鍵的服務(wù)，還會(huì)講各位了解的lamp，lnmp等，我們額外會(huì)講cache的工具，會(huì)講到memcached和varnish等緩存系統(tǒng)。

接著，我們回頭說(shuō)，第二階段首先會(huì)講解http服務(wù)，不過(guò)我們此處主要講解tomcat，tomcat會(huì)花很長(zhǎng)時(shí)間講GAM運(yùn)行環(huán)境，tomcat的整體運(yùn)行框架，tomcat內(nèi)置的cast等，tomcat服務(wù)所涉及到的方方面面，都會(huì)講到。并且，在tomcat服務(wù)下，會(huì)講解如何運(yùn)用tomcat構(gòu)建lnmt或者lamt，以及會(huì)話(huà)集群session replication cluster 。

在第一階段中，會(huì)講數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的相關(guān)內(nèi)容mysql（mariadb），他們有什么區(qū)別，我們會(huì)今后解釋。會(huì)講解mysql的基本使用、用戶(hù)、權(quán)限使用、復(fù)制。。

接著，會(huì)講http的會(huì)話(huà)集群session replication，這是tomcat。

tomcat這階段中，會(huì)引用另外一個(gè)概念分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，先會(huì)講分布式系統(tǒng)的基本概念及原理，接著講分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本概念及原理并且會(huì)用一個(gè)實(shí)例MoglileFS或者GlusterFS來(lái)講解：什么是分布式文件系統(tǒng)，什么是分布式存儲(chǔ)，何為有中心節(jié)點(diǎn)的分布式，何為無(wú)中心節(jié)點(diǎn)的分布式。并且會(huì)講解如何用Nginx反代用戶(hù)請(qǐng)求整合MoglileFS，以構(gòu)建一個(gè)企業(yè)級(jí)應(yīng)用當(dāng)中的分布式圖片存儲(chǔ)系統(tǒng)。

還講HA Cluster中的另外一種實(shí)現(xiàn)：Corosync集群+pacemaker集群，以及RHCS套件，命令行管理工具pcs/crmsh。接下來(lái)講解Mysql，如HA Cluster、MHA機(jī)制、備份和恢復(fù)工具使用、MySQL Replcation（復(fù)制功能）、Read-Write splitting（讀寫(xiě)分離機(jī)制）。還有NoSQL，包括redis（KV存儲(chǔ)），mongodb（文檔存儲(chǔ)），HBase等。接下來(lái)講一下Linux運(yùn)維工具Ops，包括puppet（自動(dòng)化運(yùn)維工具），saltstack（基于puppet編寫(xiě)），cobbler等

接下來(lái)講解虛擬化，會(huì)講到Linux操作系統(tǒng)原理，如CPU、進(jìn)程、內(nèi)存、磁盤(pán)管理、I/O、文件系統(tǒng)等，借助于虛擬化技術(shù)原理，深入理解像VMware、KVM、容器技術(shù)的LSC的實(shí)現(xiàn)。以及kvm虛擬化應(yīng)用詳解，例如xen虛擬化解決方案等。緊接著，會(huì)講虛擬化網(wǎng)絡(luò)，它是基于軟件構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，利用純軟件構(gòu)建交換機(jī)、路由器，需要了解SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）。還會(huì)講到OpenStack云棧，會(huì)涉及到Docker（容器）：基礎(chǔ)：卷管理、虛擬化網(wǎng)絡(luò)、映像文件，容器云等。會(huì)介紹ELK Stack（日志分析工具），即為ElasticSearch搜索引擎，Logstash（日志搜尋工具）Kibana（日志展示工具）。接下來(lái)，會(huì)講炙手可熱的大數(shù)據(jù)，講到Hadoop v2版，分布式并行存儲(chǔ)及分析平臺(tái)等，而HBase是運(yùn)行在Hadoop之上的，還包括Hive，Storm，Spark等。

還有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)叫做系統(tǒng)優(yōu)化，系統(tǒng)優(yōu)化在紅帽教材中被稱(chēng)作black art，是黑色藝術(shù)。叫這個(gè)的原因是，它百分之九十五是講理論，百分之五是動(dòng)手調(diào)參數(shù)。而對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)講，除了那些特別有影響的關(guān)鍵參數(shù)我們需要調(diào)，其他的不調(diào)，真正有能力調(diào)參數(shù)的大公司是進(jìn)行二次研發(fā)的。不要隨意的優(yōu)化，因?yàn)椋闼吹降钠款i未必是瓶頸。

你看到CPU慢了，有可能是內(nèi)存太小導(dǎo)致的，系統(tǒng)優(yōu)化需謹(jǐn)慎。后面我們學(xué)習(xí)Python編程，它是一種技能，我們要想學(xué)好一門(mén)編程語(yǔ)言，學(xué)習(xí)它的語(yǔ)法非常容易，想用它來(lái)建構(gòu)工具是非常困難度，所以，Python課程不以培養(yǎng)Python開(kāi)發(fā)工程師為目標(biāo)，對(duì)于運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)，能是看懂別人寫(xiě)的工具就可以，培養(yǎng)你自己寫(xiě)，不是讓你自己開(kāi)發(fā)。

在第一階段，還會(huì)學(xué)習(xí)另一個(gè)內(nèi)容，叫做shell腳本編程。這些內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)RHCA的課程。這些課程是很難的。

講一下學(xué)習(xí)階段，第一個(gè)是教室學(xué)習(xí)，大概是4個(gè)月時(shí)間，第二階段是工作學(xué)習(xí)階段，我們學(xué)的東西，交給你了，你畢業(yè)了不要全還給老師，找工作沒(méi)信心。這很正常，面對(duì)任何事情，你永遠(yuǎn)不可能準(zhǔn)備好，準(zhǔn)備全面就可以了。你只需要按要求寫(xiě)好博客，筆記做好，在課程結(jié)束之前把所有的筆記和博客梳理出來(lái)，做成一本書(shū)，拿著去面試，不斷的看書(shū)面試。

即便沒(méi)有任何基礎(chǔ)，不斷的根據(jù)面試的問(wèn)題，查找自己的不足。差不多是個(gè)面試，會(huì)找到自己合適的工作，然后可以上班了。工作的過(guò)程中，不斷的看筆記，看視頻，讓自己的知識(shí)不斷的擴(kuò)充和加深。第二個(gè)階段大概有八個(gè)月或者一年多時(shí)間。不求工資高，找一個(gè)對(duì)自己運(yùn)維生涯有幫助的公司。

把課堂的知識(shí)轉(zhuǎn)換為在生產(chǎn)環(huán)境中可用的技能，才可以踏入第二個(gè)階段。

接下來(lái)，講解IT技術(shù)領(lǐng)域的崗位做一下簡(jiǎn)單的描述，崗位主要分為研發(fā)和應(yīng)用，對(duì)于研發(fā)，又分為硬件研發(fā)和軟件研發(fā)。硬件研發(fā)就是設(shè)計(jì)電路板。另外是軟件研發(fā)，為什么會(huì)用到軟件，很容易理解，就像買(mǎi)到一個(gè)自動(dòng)洗衣機(jī)，沒(méi)有任何操作接口或者按鈕是不可能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的。操作接口背后的邏輯，比硬件要復(fù)雜很多。注意，硬件的接口很簡(jiǎn)陋。任何的硬件生產(chǎn)出來(lái)后，依然以洗衣機(jī)為例，剛剛生產(chǎn)出洗衣機(jī)，如果沒(méi)有便捷的你能看到的控制接口的話(huà)，你想讓他轉(zhuǎn)起來(lái)，非常不方便開(kāi)啟和使用，但他給我們一個(gè)按鈕或者遙控器，這是一種使用方案，讓雙方進(jìn)行交互的使用工具，我們通常稱(chēng)之為接口，這是在計(jì)算機(jī)中，常用的稱(chēng)呼。而各種硬件的接口的底層是非常丑陋的，為了盡可能讓用戶(hù)方便使用，接口做的越簡(jiǎn)單越好，并不是你看上去簡(jiǎn)單，他就真的簡(jiǎn)單，而是背后的復(fù)雜邏輯層次隱藏了。

跟我們以前任何領(lǐng)域所涉及到的復(fù)雜邏輯層次是近似的，當(dāng)任何層次太復(fù)雜了，我們?cè)撊绾谓鉀Q。我們就在這個(gè)復(fù)雜層次上建構(gòu)一個(gè)抽象層，讓抽象層把底層復(fù)雜邏輯結(jié)構(gòu)隱藏起來(lái)，輸出出來(lái)就極為簡(jiǎn)單。

在計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備剛生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候，他只有硬件連接接口，在硬件上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯接口是很困難的，他需要的代價(jià)是非常大的，而且是寫(xiě)死的。利用硬件實(shí)現(xiàn)功能的話(huà)，想變個(gè)花樣，非常困難，因?yàn)樗枪袒?。只能使用軟件的方式，在此之上附加一層更?fù)雜的邏輯來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。而這個(gè)邏輯其實(shí)就是軟件，所以，硬件所提供的接口過(guò)于底層和難操作，我們需要軟件把他的接口做的更人性化一點(diǎn)，同時(shí)把底層的復(fù)雜性，利用邏輯把他隱藏起來(lái)。但這樣一來(lái)，并不是復(fù)雜性不存在，只是他的復(fù)雜性由軟件來(lái)承接了。這樣一來(lái)，硬件就只提供最基本的功能，各種復(fù)雜的功能由軟件來(lái)呈現(xiàn)。我們所提供的工具，越接近于最終的形態(tài)，他的適用領(lǐng)域也就越窄。我們的學(xué)歷越高，我們所能做的工作機(jī)會(huì)就越少。我們硬件也是一樣，把硬件保持最原始形態(tài)，所有的功能都由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件的通用性就越大。

計(jì)算機(jī)也是如此，計(jì)算機(jī)的基本功能只有極為簡(jiǎn)單的運(yùn)算，任何智能的東西，想要明白基本的命令或指令，這些指令通常由CPU接收的，CPU有運(yùn)算器和控制器，他能接收一些命令給他，可以讓他做加減法、清空內(nèi)存等，他能做最基礎(chǔ)的事情，至于你讓他編輯圖像，只能依靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但軟件所形成的邏輯可以在底層硬件完成。CPU是用來(lái)加工數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)需要有問(wèn)題是我們把數(shù)據(jù)放進(jìn)去，怎么把加工后的又拿出來(lái)，這就需要輸入和輸出設(shè)備，這是我們計(jì)算機(jī)的基本硬件，目前所有計(jì)算機(jī)都是在這個(gè)框架上運(yùn)作的，這個(gè)機(jī)制，我們稱(chēng)之為“馮.諾依曼體制”。

馮.諾依曼在數(shù)學(xué)領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域都稱(chēng)之為世界上的頂級(jí)人物。這些硬件保持了最底層的功能，所以我們需要用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)接近于最終產(chǎn)品形態(tài)。但計(jì)算機(jī)自己的說(shuō)明語(yǔ)言太難懂了，都是二進(jìn)制指令，都是0101001……，用來(lái)加工二進(jìn)制數(shù)據(jù)太難了，人類(lèi)難以理解。程序員寫(xiě)程序只能用二進(jìn)制指令來(lái)加工二進(jìn)制數(shù)據(jù)去寫(xiě)，這是非人的能力。

所以，我們需要一門(mén)語(yǔ)言，讓人說(shuō)起來(lái)非常容易，但計(jì)算機(jī)不理解，計(jì)算機(jī)只能理解二進(jìn)制數(shù)據(jù)。我們現(xiàn)在的編程語(yǔ)言都是離人很近，計(jì)算機(jī)理解不了。當(dāng)兩個(gè)層次彼此間無(wú)法銜接時(shí)，加個(gè)中間層，而對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，叫做編譯器。

所謂軟件，是程序員寫(xiě)的程序代碼，這個(gè)程序代碼用編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，編程語(yǔ)言并不是機(jī)器所說(shuō)的語(yǔ)言，及其所說(shuō)的叫做機(jī)器語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言就是你可以想象成讓機(jī)器工作的接口。而程序員直接用接口來(lái)編寫(xiě)的話(huà)太難了，于是發(fā)明高級(jí)編程語(yǔ)言。

后來(lái)，任何一款芯片的制造商，他們都把芯片的機(jī)器代碼提供了一個(gè)較為簡(jiǎn)單的，稍微好一點(diǎn)，但依舊很簡(jiǎn)陋的編程接口，成為微碼編語(yǔ)言，或者稱(chēng)為匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言?xún)H僅是二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟?lèi)自然語(yǔ)言符號(hào)，他離最終形態(tài)依然很遠(yuǎn)，程序員需要做很多。匯編語(yǔ)言是低級(jí)語(yǔ)言的代表，芯片制造商會(huì)給自己的芯片提供匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言和芯片語(yǔ)言類(lèi)似，你學(xué)了一種匯編語(yǔ)言，第二種未必會(huì)用，他和芯片緊密相關(guān)，適用性很差，沒(méi)有普適性。于是有了高級(jí)語(yǔ)言，如C，C++，雖然兼具低級(jí)語(yǔ)言特性，但也是高級(jí)語(yǔ)言。任何語(yǔ)言，只要不是機(jī)器語(yǔ)言，機(jī)器都無(wú)法理解。對(duì)于匯編語(yǔ)言，稱(chēng)為匯編器，對(duì)于高級(jí)語(yǔ)言，稱(chēng)之為編譯器，來(lái)翻譯成機(jī)器語(yǔ)言。

方框代表硬件，六邊形代表數(shù)據(jù)，需要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為硬件識(shí)別的形態(tài)，需要中間的形態(tài)，如果是匯編語(yǔ)言，叫做匯編器。如果是高級(jí)語(yǔ)言，叫做編譯器。

但一般來(lái)講，高級(jí)語(yǔ)言所寫(xiě)的程序，最終需要轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言，但中間會(huì)經(jīng)過(guò)匯編過(guò)程，所以大多數(shù)情況下，比如C程序，要先轉(zhuǎn)換為匯編格式，由匯編格式在轉(zhuǎn)換為機(jī)器格式，可以理解為任何一個(gè)機(jī)器都有匯編，要想到達(dá)機(jī)器，就必須經(jīng)過(guò)匯編。

而程序員就是寫(xiě)高級(jí)程序語(yǔ)言，讓底層具有非常簡(jiǎn)陋功能的機(jī)器，可以完成復(fù)雜邏輯功能。

高級(jí)語(yǔ)言是建立在匯編語(yǔ)言之上的，接近人類(lèi)的思維方式，所以寫(xiě)起來(lái)容易很多。但翻譯起來(lái)卻需要更多的機(jī)器語(yǔ)言來(lái)解釋。

匯編語(yǔ)言經(jīng)常用于寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序。高級(jí)語(yǔ)言又分為兩類(lèi)，一類(lèi)是系統(tǒng)級(jí)高級(jí)語(yǔ)言，如C，C++，通常開(kāi)發(fā)大型的對(duì)系統(tǒng)要求高的程序，像mysql、oracl、sql server，甚至到操作系統(tǒng)，像Linux、windows。這種語(yǔ)言對(duì)人而言，代碼量較大，很難達(dá)到所見(jiàn)即所得。一類(lèi)是應(yīng)用級(jí)高級(jí)語(yǔ)言，如JAVA，Python，這種程序非常接近人類(lèi)的語(yǔ)言，但離機(jī)器越來(lái)越遠(yuǎn)。

如圖所示，假如最長(zhǎng)線(xiàn)為機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言在機(jī)器語(yǔ)言之上，再往上是C和C++，再往上是java和Python，人在他們之上（笑臉代表人），而電腦在最底層（方盒子代表電腦），你會(huì)發(fā)現(xiàn)，高級(jí)語(yǔ)言就是離人較近的語(yǔ)言，低級(jí)語(yǔ)言就是離機(jī)器較近的語(yǔ)言。他的特點(diǎn)是，機(jī)器語(yǔ)言離機(jī)器近，機(jī)器運(yùn)行快，而高級(jí)語(yǔ)言離機(jī)器遠(yuǎn)，中間需要層層轉(zhuǎn)換，所以機(jī)器運(yùn)行比較慢，但人寫(xiě)起來(lái)比較快。

這就是所謂的高級(jí)語(yǔ)言和低級(jí)語(yǔ)言。而高級(jí)語(yǔ)言又分為系統(tǒng)級(jí)和應(yīng)用級(jí)。系統(tǒng)級(jí)別的語(yǔ)言主要寫(xiě)操作系統(tǒng)等對(duì)性能要求較高的服務(wù)類(lèi)程序，像oracl、mysql、Linux等，如果只是開(kāi)發(fā)網(wǎng)站，開(kāi)發(fā)圖書(shū)館管理系統(tǒng)等可以使用應(yīng)用級(jí)語(yǔ)言，應(yīng)用程序?qū)π阅芤蟛桓?，?duì)程序員來(lái)講，希望他能快速出活的程序，像ansible，puppet。puppet使用ruby語(yǔ)言所研發(fā)，等等。要想寫(xiě)驅(qū)動(dòng)，就使用匯編，想去寫(xiě)關(guān)鍵程序，就使用C、c++，學(xué)習(xí)應(yīng)用級(jí)程序，使用java，Python性能比java要差，但在研發(fā)上所用的時(shí)間，足以抵消他在性能上降低的時(shí)間，所以，會(huì)用到Python。

什么叫做應(yīng)用領(lǐng)域？應(yīng)用領(lǐng)域就是把別人寫(xiě)好的軟件用好而已。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，領(lǐng)域通常稱(chēng)為運(yùn)維。在Linux運(yùn)維中，就是Linux生態(tài)圈中的各應(yīng)用程序的應(yīng)用。如果僅是手動(dòng)運(yùn)維就太低級(jí)，盡可能用編程的視角，把這些管理Linux應(yīng)用的工作，讓程序幫我們?nèi)ネ瓿?，也就是shell腳本編程的工作，讓某些應(yīng)用工作能自動(dòng)完成，他不是完整的編程語(yǔ)言，他是建構(gòu)在解釋器之上，讓別的程序更好的程序邏輯工具。我們要想實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能，就需要專(zhuān)業(yè)級(jí)完整的編程語(yǔ)言，像Python。

要想找所謂的socket編程，shell腳本實(shí)現(xiàn)不了，除非借助于工具，有socket功能的，我們能操作的細(xì)節(jié)程度就非常拙劣了，但Python要好很多。Python是非常高級(jí)的語(yǔ)言，比java都高級(jí)，所以性能差，學(xué)起來(lái)很容易。因此，在所有的編程語(yǔ)言中，不考慮shell的話(huà)，Python是最容易學(xué)的。Python是專(zhuān)業(yè)編程語(yǔ)言，能實(shí)現(xiàn)很多功能，如ansible，openstack都是運(yùn)用Python完成的。如果你能寫(xiě)Python，又能做運(yùn)維，這就證明你可以寫(xiě)運(yùn)維工具了。

不以研發(fā)為目的，只是為了運(yùn)維更為靈活和自動(dòng)，叫做DevOps，即為Development（研發(fā)）和Operations（運(yùn)維），將來(lái)可以把這個(gè)作為發(fā)展方向。

運(yùn)行維護(hù)就是把別人寫(xiě)的軟件，拿到我們公司，根據(jù)我們的業(yè)務(wù)需要把他組織起來(lái)，滿(mǎn)足我們運(yùn)行的需要，能完成公司需要我們完成的任務(wù)即可。這是我們這個(gè)課程的大體框架的描述，下節(jié)課會(huì)將Linux發(fā)展歷史。