دانلود کتاب آموزشی High Availability and Storage Clusters LPIC-306 جلد دوم

بخش 6. فایل‌سیستم‌های کلاستری (Clustered File Systems)

فصل 1. معرفی مفاهیم اولیه فایل‌سیستم‌های کلاستری

• تعریف و مزایای فایل‌سیستم‌های کلاستری در مقایسه با فایل‌سیستم‌های محلی

• تفاوت میان فایل‌سیستم‌های Active/Active و Active/Passive

• کاربردهای متداول در کلاسترهای HA و سیستم‌های ذخیره‌سازی مشترک

فصل 2. معیارهای انتخاب فایل‌سیستم کلاستری مناسب

• پشتیبانی از دسترسی هم‌زمان نودها

• پایداری و تحمل خطا

• سازگاری با LVM، DRBD و سیستم‌های بلوک مشترک

• امکان مدیریت قفل‌گذاری و Journal مجزا برای هر نود

فصل 3. معرفی فایل‌سیستم GFS2 (Global File System 2)

• معماری کلی و اجزای GFS2

• نقش DLM (Distributed Lock Manager) در مدیریت دسترسی

• ویژگی‌ها: journaling، metadata consistency، scalability

• سازگاری GFS2 با ابزارهای HA مانند Corosync و Pacemaker

فصل 4. معرفی فایل‌سیستم OCFS2 (Oracle Cluster File System 2)

• ساختار داخلی OCFS2 و مقایسه آن با GFS2

• مزایا و محدودیت‌های OCFS2 در کلاسترهای لینوکسی

• موارد استفاده در محیط‌های تولیدی و پایگاه‌داده‌های اشتراکی

فصل 5. بررسی فایل‌سیستم CephFS

• ساختار معماری CephFS و تفاوت آن با GFS2/OCFS2

• نقش MDS و OSD در CephFS

• قابلیت‌های مقیاس‌پذیری و توزیع داده

• کاربرد در محیط‌های ابری و ذخیره‌سازی توزیع‌شده

فصل 6. مقایسه تطبیقی فایل‌سیستم‌های کلاستری

• مقایسه ویژگی‌ها، عملکرد و سناریوهای استفاده GFS2، OCFS2، CephFS

• جدول مقایسه از نظر مدیریت قفل، journaling، مقیاس‌پذیری، پیچیدگی پیکربندی

• انتخاب بهترین گزینه براساس نوع workload و محیط زیرساخت

فصل 7. طراحی و پیش‌نیازهای زیرساختی برای پیاده‌سازی

• نیازمندی‌های شبکه، ذخیره‌سازی و ماژول‌های هسته

• هماهنگی بین فایل‌سیستم، LVM و ابزارهای HA

• بررسی Quorum و سیستم‌های fencing در ساختار فایل‌سیستم کلاستری

فصل 8. الزامات پایداری و نگهداری فایل‌سیستم کلاستری

• مانیتورینگ سلامت فایل‌سیستم و نودها

• راهکارهای مقابله با Split-Brain و خرابی‌های داده

• Backup و Restore فایل‌سیستم‌های کلاستری

• تحلیل عملکرد و ظرفیت در طول زمان

بخش 7. استفاده از ابزارهای مانیتورینگ در محیط کلاستر

فصل 1. مقدمه‌ای بر اهمیت مانیتورینگ در High Availability

• نقش مانیتورینگ در جلوگیری از Downtime

• تفاوت مانیتورینگ سنتی با مانیتورینگ کلاستر

• نیاز به واکنش سریع در محیط‌های HA

فصل 2. شاخص‌ها و معیارهای کلیدی برای مانیتورینگ کلاستر

• وضعیت سلامت نودها (Node Availability)

• وضعیت منابع (Resource States)

• بار سیستم (Load, CPU, Memory)

• تأخیر در Failover

• لاگ‌های سیستمی و رخدادها (Events)

فصل 3. ابزارهای خط فرمان برای مانیتورینگ کلاستر

• ابزارهای مشاهده وضعیت نودها و منابع

• نمایش زنده تغییرات منابع

• بررسی وضعیت Quorum و STONITH

• پایش رفتار Failover به صورت دستی و لحظه‌ای

فصل 4. استفاده از ابزارهای گرافیکی برای مانیتورینگ

• بررسی پنل‌های مانیتورینگ مبتنی بر وب

• مشاهده گرافیکی منابع، گره‌ها و ارتباطات بین آن‌ها

• مانیتورینگ دیداری خطاها، هشدارها و بار عملیاتی سیستم

فصل 5. یکپارچه‌سازی مانیتورینگ با SNMP و سایر پروتکل‌ها

• پشتیبانی از SNMP برای ارتباط با سیستم‌های مانیتورینگ خارجی

• ارسال Trap برای اطلاع‌رسانی رخدادها

• ساختار و مزایای مانیتورینگ غیرمتمرکز

فصل 6. مانیتورینگ با ابزارهای مدرن گرافیکی

• استفاده از Prometheus برای جمع‌آوری داده

• نمایش نمودارهای لحظه‌ای با Grafana

• ذخیره‌سازی متریک‌ها و تحلیل روندها

• مانیتورینگ مبتنی بر Alert و Threshold

فصل 7. بررسی و تحلیل لاگ‌های کلاستر

• اهمیت لاگ‌های سیستمی و سرویس‌ها در تشخیص مشکل

• ساختار لاگ‌های HA و محل ذخیره‌سازی آن‌ها

• یکپارچه‌سازی با ELK Stack یا journald برای جستجو و فیلتر سریع‌تر

فصل 8. طراحی داشبوردهای سفارشی

• ساخت داشبوردهای اختصاصی برای نمایش وضعیت منابع حیاتی

• تفکیک وضعیت نودها، منابع ذخیره‌سازی، و سرویس‌ها

• فیلتر کردن اطلاعات مهم برای مشاهده توسط تیم عملیات

فصل 9. تحلیل ظرفیت و پیش‌بینی بار آینده

• پایش طولانی‌مدت برای تحلیل رفتار نودها

• بررسی الگوهای مصرف منابع در ساعات مختلف

• تصمیم‌گیری برای افزودن نود، ارتقای سخت‌افزار یا بازآرایی ساختار

فصل 10. سیاست‌های واکنش خودکار بر اساس مانیتورینگ

• تعریف شرایط بحرانی برای ایجاد واکنش خودکار

• اطلاع‌رسانی از طریق ایمیل، پیامک یا ابزارهای همکاری

• اجرای اسکریپت‌های پیشگیرانه یا بازیابی خودکار در مواقع خاص

بخش 8. راهکارهای Load Balancing و Failover

فصل 1. مفاهیم پایه در Load Balancing و Failover

• تعریف و تفاوت میان Load Balancing و Failover

• اهداف اصلی در طراحی: افزونگی، مقیاس‌پذیری، تداوم سرویس

• انواع معماری‌ها: Active-Passive، Active-Active، N+1 و N+M

فصل 2. سناریوهای رایج استفاده در محیط‌های لینوکسی

• توزیع بار وب‌سرورها و APIها

• پایگاه‌داده‌های با افزونگی بالا

• سرورهای فایل، ایمیل و DNS در ساختار چند نودی

• ترکیب HA و Load Balancing در شبکه‌های گسترده و دیتاسنترها

فصل 3. انتخاب ابزار مناسب برای Load Balancing

• بررسی ابزارهای محبوب در لایه‌های مختلف (4 و 7)

• مقایسه قابلیت‌ها و سناریوهای استفاده هر ابزار

• بررسی معیارهایی مانند توان عملیاتی، قابلیت اطمینان، انعطاف‌پذیری

فصل 4. معماری لایه ۴ (TCP-level) برای Load Balancing

• پیاده‌سازی توزیع ترافیک در سطح ارتباطات شبکه

• تنظیمات مربوط به NAT، Source IP Preservation، و Session Affinity

• استفاده در محیط‌های با نیاز به پاسخ‌دهی سریع و حداقل تأخیر

فصل 5. معماری لایه ۷ (HTTP-level) برای Load Balancing

• مسیریابی درخواست‌ها بر اساس آدرس، مسیر، کوکی یا هدر

• تقسیم بار بر اساس نوع سرویس یا محتوای درخواستی

• پیاده‌سازی سیاست‌های SSL Termination، Caching، و Compression

فصل 6. مدیریت Failover با استفاده از IP مجازی

• تعریف Virtual IP و نقش آن در جا‌به‌جایی سرویس‌ها

• استقرار IP شناور بین گره‌ها

• ارتباط VIP با ابزارهای مانیتورینگ وضعیت سرویس

فصل 7. طراحی Health Check و مکانیزم‌های Fail Detection

• بررسی وضعیت سرویس به‌صورت دوره‌ای

• تعیین شرایط شکست سرویس (Failure Threshold)

• واکنش خودکار به خرابی سرویس و انتقال بار

فصل 8. الگوریتم‌های توزیع بار

• Round-Robin، Least Connections، Weighted Algorithms

• کاربرد هر الگوریتم در سناریوهای واقعی

• تحلیل تأثیر الگوریتم بر عملکرد و پاسخ‌دهی

فصل 9. روش‌های High Availability در Load Balancer

• افزونگی برای Load Balancer با Active-Backup و VRRP

• استفاده از کلاستر Load Balancer با هماهنگ‌سازی تنظیمات

• پایش وضعیت نودهای Balancer و انتقال خودکار ترافیک در زمان خرابی

فصل 10. یکپارچه‌سازی Load Balancer با Clustering و Storage

• تعامل سرویس‌های Load Balancing با کلاسترهای Pacemaker

• اتصال به ذخیره‌سازی‌های اشتراکی یا تکرار شونده

• همگام‌سازی وضعیت بین اجزای زیرساخت (شبکه، ذخیره‌سازی، پردازش)

فصل 11. طراحی سناریوهای پیچیده چندلایه (Multi-Tier Load Balancing)

• ترکیب Load Balancer در سطح front-end، backend و دیتا

• استقرار Load Balancer در سطوح مختلف شبکه (Edge / Internal)

• استفاده در معماری‌های Microservices و Container-based

فصل 12. مستندسازی، مانیتورینگ و نگهداری زیرساخت

• ایجاد طرح Disaster Recovery برای Load Balancer

• تحلیل Log و وضعیت ترافیکی

• مانیتورینگ سلامت نودها و بار ترافیکی به‌صورت گرافیکی

بخش 9. بررسی و پیکربندی سیستم‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر Ceph

فصل 1. معرفی معماری Ceph

• تاریخچه و فلسفه طراحی Ceph

• معرفی اجزای اصلی: MON، OSD، MGR، MDS

• مفاهیم کلیدی مانند CRUSH، Pool، Placement Group

• مقایسه Ceph با سیستم‌های ذخیره‌سازی سنتی (SAN/NAS)

فصل 2. نقش و وظایف سرویس‌های اصلی Ceph

• عملکرد و اهمیت Monitor Nodes در حفظ وضعیت کلاستر

• Object Storage Daemon (OSD) و وظیفه ذخیره‌سازی بلوک‌های داده

• Metadata Server (MDS) و نقش آن در فایل‌سیستم CephFS

• نقش Ceph Manager (MGR) در مانیتورینگ و پلاگین‌ها

فصل 3. طراحی ساختار منطقی و فیزیکی کلاستر Ceph

• طراحی توپولوژی مناسب برای Ceph بر اساس تعداد نود و دیسک

• نحوه تخصیص منابع فیزیکی به MON، OSD و سایر سرویس‌ها

• معماری تک‌سایت و چندسایت در پیاده‌سازی Ceph

• الزامات شبکه‌ای برای کارایی بالا در کلاستر Ceph

فصل 4. استراتژی‌های Replication و Erasure Coding

• تفاوت Replication و Erasure Coding

• کاربرد هر کدام در سطوح مختلف ذخیره‌سازی

• تحلیل تاثیر این روش‌ها بر پایداری و کارایی سیستم

• انتخاب مناسب‌ترین روش بر اساس سناریوی کاری

فصل 5. مدیریت و پیکربندی Pools در Ceph

• انواع Poolها (Replicated vs EC Pools)

• تنظیمات مرتبط با redundancy، size، pg_num

• سیاست‌های حذف داده (Deletion Policy)

• استراتژی‌های توزیع داده و توازن بار بین OSDها

فصل 6. پیاده‌سازی CephFS برای اشتراک‌گذاری فایل

• معماری CephFS و نقش Metadata Server

• سناریوهای استفاده از Ceph به‌عنوان فایل‌سرور توزیع‌شده

• مقایسه CephFS با NFS و GFS2 در محیط‌های کلاستری

• محدودیت‌ها و نکات بهینه‌سازی در CephFS

فصل 7. استفاده از Ceph به‌عنوان Block Storage

• ایجاد Block Device با RBD (RADOS Block Device)

• یکپارچه‌سازی با سیستم‌عامل‌های لینوکسی

• استفاده از Ceph در مجازی‌سازی با QEMU/KVM

• مدیریت اسنپ‌شات‌ها و کپی‌های آنی

فصل 8. Ceph Object Gateway (RGW) برای ذخیره‌سازی ابری

• معرفی RGW به‌عنوان لایه Object Storage با APIهای S3/Swift

• کاربرد در Cloud Storage و OpenStack

• مدیریت کاربران، دسترسی‌ها و ظرفیت

• سناریوهای استفاده در ذخیره‌سازی چندمستاجره (Multi-Tenant)

فصل 9. مانیتورینگ، نگهداری و مدیریت عملکرد Ceph

• پایش وضعیت نودها، OSDها، و منابع با ابزارهای داخلی Ceph

• آشنایی با داشبورد گرافیکی Ceph Dashboard

• یکپارچه‌سازی با ابزارهای مانیتورینگ مانند Prometheus، Grafana

• تحلیل لاگ‌ها و پاسخ‌گویی به رخدادهای بحرانی

فصل 10. بکاپ‌گیری، بازیابی و Disaster Recovery در Ceph

• طراحی سیاست‌های Backup در محیط‌های Ceph

• روش‌های بازیابی اطلاعات از Poolهای مختلف

• پیاده‌سازی سناریوهای Multi-Site و geo-replication

• درک ساختار failover داخلی در Ceph و مدیریت بحران

بخش 10. استراتژی‌های Disaster Recovery در HA Clusters

فصل 1. مفاهیم پایه در Disaster Recovery (بازیابی از فاجعه)

• تعریف Disaster در زیرساخت‌های HA و Storage

• تفاوت Disaster Recovery با Backup و High Availability

• شاخص‌های کلیدی مانند RTO (Recovery Time Objective) و RPO (Recovery Point Objective)

فصل 2. طراحی زیرساخت مقاوم در برابر خرابی

• تحلیل نقاط شکست (Single Point of Failure) در معماری کلاستر

• استفاده از افزونگی در منابع سخت‌افزاری و شبکه

• طراحی ساختار توزیع‌شده برای دسترسی چندگانه به منابع حیاتی

فصل 3. تهیه و نگهداری نسخه پشتیبان در محیط‌های کلاستری

• سنجش و انتخاب روش‌های تهیه نسخه پشتیبان در سیستم‌های HA

• تعیین استراتژی Backup: Full, Incremental, Differential

• ذخیره نسخه‌های پشتیبان در محل‌های مختلف (Local/Remote/Cloud)

فصل 4. سناریوهای Replication برای حفظ داده

• Replication همزمان (Synchronous) و غیرهمزمان (Asynchronous)

• استفاده از Replication بین سایت‌ها (Geo-Replication)

• طراحی سیستم‌های Mirror برای داده‌های حیاتی

فصل 5. برنامه‌ریزی برای Failover در سطح دیتاسنتر

• ساختارهای Active-Passive و Active-Active بین دو مرکز داده

• تخصیص IP مجازی در سایت‌های مختلف

• استفاده از DNS Failover و تغییر مسیر ترافیک

فصل 6. اجرای سیاست‌های Re-Sync و بازسازی سرویس‌ها

• تعیین مراحل بازگرداندن کامل سیستم به حالت پایدار

• هماهنگی بین سرویس‌ها، فایل‌سیستم‌ها و داده‌های Replicated

• مدیریت زمان‌بندی و اولویت‌بندی بازیابی سرویس‌ها

فصل 7. تست، مستندسازی و شبیه‌سازی Disaster

• پیاده‌سازی دوره‌ای تست Disaster Recovery (DR Drill)

• مستندسازی کامل مراحل بازیابی برای تیم‌ها و مدیران

• بررسی لاگ‌ها و نتایج تست برای بهبود فرآیند بازیابی

فصل 8. استفاده از ابزارهای تخصصی در Disaster Recovery

• انتخاب ابزار مناسب برای هماهنگی بین Backup، Replication و Monitoring

• مدیریت فرآیند DR با ابزارهای مبتنی بر Agent و بدون Agent

• یکپارچه‌سازی ابزارهای مانیتورینگ برای تشخیص سریع اختلال‌ها

فصل 9. پیاده‌سازی سیاست‌های امنیتی در Disaster Recovery

• رمزنگاری داده‌های پشتیبان و انتقالی

• کنترل دسترسی به فایل‌های پشتیبان و منابع بازیابی

• حفظ یکپارچگی داده‌ها پس از بازگردانی

این سر فصل‌ها به شما کمک می‌کنند تا دانش کافی برای پیاده‌سازی و نگهداری سیستم‌های HA و خوشه‌های ذخیره‌سازی در محیط‌های لینوکسی را به دست آورید.