《LINUX LINUX系统》课程设计指导书
计算机与信息科学系
陈显龙
CHENXIANLONG@163.COM
2011-12-24
一．目的
本课程是计算机应用（网络）所开设的一门重要实践课程，主要要求学生掌握LINUX系统原理和技术在实践中的应用。本课程设计的目的是使学生在理论学习的基础上，发挥自已的主观能动性，来解决一些实际数据和服务的安全应用问题。在此基础上，真正理解和掌握LINUX 的应用，达到课程的教学目的。
二．题目
时间：十八周
地点：T603、604
每位任选下列项目中任选二题，查阅相关文献、了解相关的系统，要求完成规定的各项任务。
1)Nginx+PHP+MySQL双机互备、全自动切换方案
2)搭建可承受3万以上并发连接数的LNMP服务
3)Linux服务器系统监控框架与MSN、E-mail、手机短信报警的实现
4)使用Linux的rsync命令实现：多服务器镜像同步
5)基于inotify+rsync的大量文件的多服务器自动同步
6)Ubuntu下使用LINUXproxy+heartbeat搭建WEB负载均衡
7)SUSE Linux基于HeartBeat、Mon、Rsync搭建企业服务器的双机配置过程
免费永久的linux服务器三．任务完成形式
1．完整的软件系统
最终必须向指导老师提交完整的电子版的配置过程截图、运行效果截图（均需要加上自已的IP地址），配置文件、以及使用说明文件等。
课程设计报告(详细要求请参考附录二)
课程设计报告总体上主要包括以下几个部分：
1）封面
2）目录
3）课程设计报告正文
4）软件安装、使用或者配置说明
5）参考文献
四．总体要求
根据所给的实验指导书的要求，从中选择项目，应用所学的知识，完成题目所规定的各项要求。总体要求如下：
1．课程设计报告正文字数不少于5000汉字，概念清楚、叙述正确、内容完整、书写规范。
2．课程设计中必须按指导书要求，综合应用所学的LINUX系统解决实际问题，有必要的理论分析，设计要有合理的依据。独立完成课程设计，不得抄袭他人。
3．功能正确、有一定实用性，鼓励创新。
五．工作阶段与考核方法
大体上可分成五个阶段：
1．资料查阅准备阶段（15%）
2．分析设计阶段（35%）
3．设计调试阶段（40%）
4．课程设计报告书写阶段（10%）
5．验收阶段
考核方法：
只有程序验收通过后，才能按以下方法核定本次课程设计的总成绩，因未能独立完成
设计（尤其是抄袭）或概念不清的同学，总成绩将核定为不及格。总成绩由以下几个
部分决定：
1．考勤、纪律、实验室卫生
2．工作量（查阅资料工作量、功能多少、难度、经历的曲折）
3．关键技术
4．实用性、创新
5．课程设计报告（叙述、书写规范、字数）
6．动手能力、分析问题解决问题能力
7．答辩的情况（答辩时会问关于系统实现和本作品相关的理论知识的问题）
8．互助协作方面的贡献及能力
六．任务具体要求
1、Nginx+PHP+MySQL双机互备、全自动切换方案
在实际企业应用中，某台“Nginx+PHP+MySQL”接口数据服务器，扮演的角十分重要，如果服务器硬件或Nginx、MySQL发生故障，而短时间内无法恢复，后果将非常严重。为了避免单点故障，设计此套方案，实现了双机互备、全自动切换，故障转移。
自动切换流程
(1)、主机默认绑定内、外网虚拟IP，当主机的MySQL、Nginx无法访问或服务器宕机，
主机上的failover.sh守护进程会自动摘除自己绑定的内、外网虚拟IP（如果主机上的failover.sh死掉，无法摘除自己绑定的虚拟IP也没关系），备机上的failover.sh守护进程会自动接管备机原来绑定的内、外网虚拟IP，并发送ARPing包给内、外网网关更新MAC，强行接管。
(2)、备机绑定虚拟IP后，会发送ARPing包给内、外网网关，通知网关更新虚拟IP
的MAC地址为备机的MAC地址，从而保证了切换后能够通过虚拟IP及时访问到备机。
(3)、如果主机的MySQL、Nginx启动起来，全部恢复正常访问，主机上的failover.sh
守护进程会检测主机上的MySQL数据是否已经完全从备机上同步过来。如果同步延迟时间为0，主机会自动接管内、外网虚拟IP，并发送ARPing包给内、外网网关，而备机也会自动摘除内、外网虚拟IP。
(4)、整个切换流程均由failover.sh自动完成，无需人工处理。
2）搭建可承受3万以上并发连接数的LNMP服务
在高并发连接的情况下，Nginx同时可以作为7层负载均衡服务器来使用。Nginx0.7.51 +PHP5.2.8(FastCGI)可以承受3万以上的并发连接数，4GB内存的服务器+Apache （prefork模式）一般只能处理3000个并发连接，因为它们将占用3GB以上的内存，还得为系统预留1GB的内存。在3万并发连接下，访问Nginx0.7.51+PHP5.2.8(FastCGI)服务器的PHP程序，仍然速度飞快。使得国内使用Nginx作为Web服务器的网站也越来越多，其中包括新浪博客、新浪播客、网易新闻等门户网站频道，六间房、56等视频分享网站，Discuz!官方论坛、水木社区等知名论坛，豆瓣、YUPOO相册、海内SNS、迅雷在线等新兴Web2.0网站。请实现这个方案和目标。
3）Linux服务器系统监控框架与MSN、E-mail、手机短信报警的实现
一、系统监控接口程序（interface.php）具有的报警方式
１、MSN实时报警
监控程序每次检测到故障存在、或者故障恢复，都会发送短消息到管理员的MSN。
２、手机短信报警
①、工作日早上10点之前，晚上6点之后，以及周六、周日，监控程序检测到故
障，会调用手机短信接口，给管理员的手机。
②、如果监控程序多次检测到同一台服务器的同一类故障，只会在第一次检测到
故障时发送一条“故障报警”短信。服务器故障恢复后，监控程序会再发送一条“故障恢复”短信。
注：如果没有手机短信网关接口，可以试试中国移动通信的www.139邮箱，具有免费的邮件到达手机短信通知功能，可以将收到的邮件标题以短信的形式发送到手机上。
３、报警
①、如果监控程序多次检测到同一台服务器的同一类故障，只会在第一次检测到故障时发送一封“故障报警”邮件。服务器故障恢复后，监控程序会再发送一封“故障恢复”邮件。4）使用Linux的rsync实现：
多服务器镜像同步
实现功能：当用户在本地客户端某目录内建立、修改、删除目录或文件、修改目录或文件的属性，只要执行相同的shell脚本，rsync就会自动出有改动或删除的数据，将其传送到服务器上，使服务器端某目录内的数据跟本地客户端某目录内的数据保持一致。5）基于inotify+rsync的大量文件的多服务器自动同步使用Linux2.6内核的inotify监控Linux文件系统事件，被监听目录下如果有文件发生修改，sersync将通过内核自动捕获到事件，并将该文件利用rsync同步到多台远程服务器。sersync仅仅同步发生增、删、改事件的单个文件或目录，不像rsync镜像同步那
样需要比对双方服务器整个目录下数千万的文件，并且支持多线程同步，因此效率非常高。
无论编辑通过Web还是FTP上传图片、视频、附件，还是系统工程师直接去CMS发布服务器上增加、修改、删除文件，干完这些事情后不用做任何处理，sersync会自动将发生增、删、改事件的文件同步到远程服务器。
6）Ubuntu下使用LINUXproxy+heartbeat搭建WEB负载均衡
使用ubuntu+LINUXproxy+heartbeat搭建大规模WEB集环境，实现负载均衡。
LINUXproxy提供LINUX、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理，Heartbeat用于实现故障转移，
当一台机器DOWN后自动切换到备用机器
7）Suse linux基于HeartBeat、Mon、Rsync搭建企业服务器的LINUX 系统
Suse企业版里提供的LINUX软件是一款专业的高可用集软件产品，它不仅仅是一款双
机热备软件，它还为您提供Linux平台上完整的LINUX解决方案。当集中的某个节点由于软件或硬件原因发生故障时，集系统可以把资源切换到其他健康的节点上，使整个系统能连续不间断的对外提供服务，从而为机构24x365的关键业务提供了可靠的保障，达到了系统99.999%的LINUX和可靠性。SuSE Enterprise Linux10.0是内置Linux2.6.16内核的企业级服务器，较之SuSE Enterprise Linux9.0，它在性能、可扩展性、易管理性和安全等方面都予以加强，并有众多硬件和应用软件支持。
HeartBeat是一个LINUX解决方案，其是。HeartBeat目前
被广泛地应用，是很多商业LINUX软件的重要组成部分。大多数Linux厂商已经把它很好地集成在自己的系统中，例如SuSE Linux、RedLINUXt和Debian Linux等。此外，HeartBeat也能很好地部署在Solaris和FreeBSD系统上。
Mon是一个后台服务运行情况的监控和告警软件，能够对大多数标准服务进行监控和告警，
其中包括SMTP服务、Telnet服务、FTP服务、NNTP服务、HTTP服务、POP3服务、Samba 服务和NFS服务等，还可以自己编写告警事件和自定义服务。在本系统中，将使用Mon对两台主机的网络连接情况和服务运行情况进行监控，目的是及时告警，并且自动恢复服务。Rsync 是一个用于数据同步的软件，除了数据拷贝外，还有增量备份、同步owner、group和文件权限等重要信息的功能。在本系统中，使用Rsync来同步主服务器和备用服务器的数据。
要求使用SuSE Enterprise Linux10.0作为系统平台(使用其它Linux平台在安装部署时可能有小差异)，在其上采用HeartBeat、Mon和Rsync等开源软件打造了一个高可用系统。

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