2022 年全国职业院校技能大赛高职组云计算赛项试卷（容器云）
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【赛程名称】云计算赛项第二场-容器云
阐明： 完成本任务必要两台安装了 CentOS7.9 操作体系的云主机： master 和 node。 Chinaskill_Cloud_PaaS.iso 镜像包中有本次容器云部署所需的所有文件，运维所需的文件见附件。
某公司技术部产品开发上线周期长，客户的需求经常得不到实时响应。引入CICD (Continuous Integration 持续集成、Continuous Delivery 持续交付) 成了公司的当务之急，研发团队决定搭建基于Kubernetes 的CICD 环境，渴望基于这个平台来实现 DevOps 的部门流程，来减轻开发、部署、运维的负担。
为了能够让公司开发的web 应用体系产品能够基于服务器的性能、可靠性、高可用性与方便维护，研发部决定利用微服务架构，实现基于 Kubernetes 的容器化部署。
节点规划如表 1 所示。
表 1 容器云平台节点规划
节点脚色
主机名
VCPUS
内存
硬盘
Master、Harbor、CICD
master
8
12G
100G
Worker Node
node
8
8G
100G
【任务 1】容器云平台搭建 分]
【适用平台】私有云
【标题 1】平台部署--部署容器云平台
登录OpenStack 私有云平台，利用 CentOS7.9 镜像创建两台云主机，利用 kubeeasy 工具完成Kubernetes 1.22.1 集群的搭建。然后利用 nginx 镜像在 default 定名空间下创建一个名为 exam 的Pod，并为该 Pod 设置环境变量 exam，其值为 2022。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 到答题框。
[*] Kubernetes 集群部署乐成得 1 分；
[*] Pod 创建乐成且环境变量设置准确得 0.5 分。
【标题 2】平台部署--部署 Istio 服务网格
在 Kubernetes 集群上完成 Istio 服务网格环境的安装，然后新建定名空间 exam，为该定名空间开启自动注入Sidecar。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 到答题框。
[*] Istio 所有组件运行乐成得 0.3 分；
[*] 定名空间 exam 自动注入乐成得 0.2 分。
【标题 3】平台部署--部署 KubeVirt 假造化
在 Kubernetes 集群上完成KubeVirt 假造化环境的安装。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 到答题框。
1.KubeVirt 所有组件运行乐成得 1 分。
【标题 4】平台部署--部署 Harbor 堆栈及Helm 包管理工具
在 master 节点上完成Harbor 镜像堆栈及Helm 包管理工具的部署。然后利用 nginx 镜像自定义一个 Chart，Deployment 名称为 nginx，副本数为 1，然后将该 Chart 部署到 default定名空间下，Release 名称为 web。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 到答题框。
[*] Harbor 堆栈部署乐成得 0.5 分；
[*] Helm 工具安装乐成得 0.2 分；
[*] Chart 包部署乐成得 0.3 分。
【标题 5】集群管理--备份 ETCD 数据 分]
Kubernetes 利用 ETCD 来存储集群的实时运行数据，为防止服务器宕机导致 Kubernetes集群数据丢失，请将Kubernetes 集群数据备份到/root/etcd.db 中。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] etcdctl 工具安装乐成得 0.2 分；
[*] ETCD 数据备份乐成得 0.8 分。
【任务 2】容器云应用部署：Docker Compose 编排部署 分]
【适用平台】私有云
Hyperf 是一个高性能、高灵活性的渐进式 PHP 协程框架，内置协程服务器及大量常用的组件，性能较传统基于 PHP-FPM 的框架有质的提拔，提供超高性能的同时，也保持着极其灵活的可扩展性。请根据要求完成数据库服务 MariaDB、缓存服务 Redis、微服务 Hyperf及前端服务Nginx 按照要求进行容器化。
【标题 1】容器化 MariaDB 服务
编写Dockerfile 文件构建hyperf-mariadb:v1.0 镜像，详细要求如下：（必要用到的软件包：Hyperf.tar.gz）
（1）基础镜像：centos:7.9.2009；
（2） 完成MariaDB 服务的安装；
（3） 声明端口：3306；
（4） 设置数据库 root 用户的暗码为root；
（5） 将提供的数据库文件 hyperf_admin.sql 导入数据库；
（6） 设置服务开机自启。
完成后构建镜像，并提交master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。
[*] 镜像构建乐成得 0.5 分；
[*] 数据库安装且导入数据乐成得 0.5 分。
【标题 2】容器化Redis 服务
编写 Dockerfile 文件构建 hyperf-redis:v1.0 镜像，详细要求如下：（必要用到的软件包：Hyperf.tar.gz）
（1）基础镜像：centos:7.9.2009；
（2） 安装Redis 服务；
（3） 关闭掩护模式；
（4） 声明端口：6379；
（5） 设置服务开机自启。
完成后构建镜像，并提交master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。
[*] 镜像构建乐成的 0.5 分；
[*] Redis 服务安装乐成且配置准确得 0.5 分。
【标题 3】容器化Nginx 服务
编写 Dockerfile 文件构建hyperf-nginx:v1.0 镜像，详细要求如下：（必要用到的软件包：Hyperf.tar.gz）
（1）基础镜像：centos:7.9.2009；
（2） 安装nginx 服务；
（3） 声明端口：80；
（4） 设置服务开机自启。
完成后构建镜像，并提交master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。
[*] 镜像构建乐成得 0.3 分；
[*] Nginx 安装乐成且配置准确得 0.2 分。
【标题 4】容器化Hyperf 服务
编写Dockerfile 文件构建hyperf-service:v1.0 镜像，详细要求如下：（必要用到的软件包：Hyperf.tar.gz）
（1）基础镜像：centos:7.9.2009；
（2） 安装 PHP 及扩展；
（3） 利用源码编译安装Swoole。
完成后构建镜像，并提交master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。
[*] 镜像构建乐成得 0.5 分；
[*] PHP 安装乐成得 0.2 分；
[*] Swoole 安装乐成得 0.3 分。
【标题 5】编排部署Hyperf 框架
编写/root/hyperf/project/docker-compose.yaml 文件，详细要求如下：
（1） 容器 1 名称：hyperf-mysql；镜像：hyperf-mariadb:v1.0；端口映射：3306:3306；
（2） 容器 2 名称：hyperf-redis；镜像：hyperf-redis:v1.0；
（3） 容器 3 名称：hyperf-ui；镜像：hyperf-nginx:v1.0；端口映射：80:8081；
（4） 容器 4 名称：hyperf-service；镜像：hyperf-service:v1.0。
完成后编排部署Hyperf 框架，并提交master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。
1.docker-compose.yaml 文件编排乐成得 1.5 分；
2.8081 端口访问服务乐成得 1 分；
3.Hyperf-service 毗连数据库和Redis 乐成得 1 分。
【任务 3】容器云应用部署：基于 Kubernetes 构建 CICD 分]
该公司决定采用Kubernetes + GitLab CI 来构建 CICD 环境，以缩短新功能开发上线周期，实时满意客户的需求，实现 DevOps 的部门流程，来减轻部署运维的负担，实现可视化容器生命周期管理、应用发布和版本迭代更新，请完成GitLab CI + Kubernetes 的 CICD 环境部署（构建持续集成所必要的所有软件包在软件包 CICD-Runner.tar.gz 中）。CICD 应用体系架构如下：
https://img-blog.csdnimg.cn/direct/8499ecaa43144f0fa529d93a7eec3497.png
【适用平台】私有云
【标题 1】安装GitLab 环境
在Kubernetes 集群中新建定名空间gitlab-ci，将GitLab 部署到该定名空间下，Deployment和 Service 名称均为gitlab，以 NodePort 方式将 80 端口对外暴露为 30880，设置 GitLab 服务 root 用户的暗码为 admin@123，将项目包 demo-2048.tar.gz 导入到 GitLab 中并定名为 demo-2048。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。（必要用到的软件包路径CICD-Runner.tar.gz）
[*] GitLab 部署准确且能正常访问得 0.5 分；
[*] 项目导入乐成得 0.5 分。
【标题 2】部署GitLab Runner
将 GitLab Runner 部署到 gitlab-ci 定名空间下，Release 名称为 gitlab-runner，为 GitLab Runner 创建长期化构建缓存目次/home/gitlab-runner/ci-build-cache 以加速构建速度，并将其注册到 GitLab 中。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。（必要用到的软件包路径CICD-Runner.tar.gz）
[*] GitLab Runner 部署乐成得 0.5 分；
[*] GitLab Runner 注册乐成得 0.5 分；
[*] GitLab Runner 长期化配置乐成得 1 分。
【标题 3】配置GitLab
将 Kubernetes 集群添加到 demo-2048 项目中，并定名为 kubernetes-agent，项目定名空间选择 gitlab-ci。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。（必要用到的软件包路径CICD-Runner.tar.gz）
[*] GitLab Agent 安装乐成得 1 分；
[*] Kubernetes 毗连乐成得 0.5 分。
【标题 4】构建CICD
编写流水线脚本.gitlab-ci.yml 触发自动构建，详细要求如下：
（1） 基于镜像 maven:3.6-jdk-8 构建项目的 drone 分支；
（2） 构建镜像的名称：demo:latest；
（3） 将镜像推送到Harbor 堆栈 demo 项目中；
（4） 将 demo-2048 应用自动发布到Kubernetes 集群 gitlab-ci 定名空间下。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 地址到答题框。（必要用到的软件包路径CICD-Runner.tar.gz）
[*] 项目变异乐成得 0.5 分；
[*] 镜像构建乐成得 1 分；
[*] 服务发布乐成得 1 分；
[*] 服务能正常访问得 1 分。
【任务 4】容器云服务运维：Kubernetes 基于容器的运维 分]
【适用平台】私有云
【标题 1】Pod 管理--创建 Pod
在 default 定名空间下利用nginx:latest 镜像创建一个QoS 类为 Guaranteed 的 Pod，名称为 qos-demo。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] Pod 创建乐成得 0.2 分；
[*] Pod QoS 范例为Guaranteed 得 0.3 分。
【标题 2】安全管理--配置 Pod 安全上下文 分]
利用 busybox 镜像启动一个名为 context-demo 的Pod，为该 Pod 配置安全上下文，要求容器内以用户 1000 和用户组 3000 来运行所有进程，并在启动时执行“sleep 1h”下令。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
1.Pod 安全上下战书配置准确得 0.5 分。
【标题 3】CRD 管理--创建自定义资源范例 分]
在 Kubernetes 集群中自定义一种资源范例 Student，API 为 stable.example.com/v1，单数形式为 student，复数形式为 students，简写为 stu，作用域为定名空间级，然后在 default 定名空间下创建一个名为 exam 的 Student 对象。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] 资源范例Student 定义乐成的 0.3 分；
[*] exam 创建乐成得 0.2 分。
【标题 4】剖析管理--添加主机别名到 Pod 分]
利用 nginx 镜像在 default 定名空间下创建一个名为 nginx 的 Pod，并在 Pod 的/etc/hosts中添加 IP 地址 127.0.0.1 与 chinaskills 的剖析。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
1.自定义剖析配置准确得 0.5 分。
【标题 5】HPA 管理--创建 HPA 规则 分]
默认情况下 HPA 是无法调整伸缩敏捷度的，但不同的业务场景对伸缩敏捷度的要求不一样。要求在 default 定名空间下利用 nginx 镜像创建一个名为 web 的 deployment，自定义 HPA 的伸缩敏捷度，为该deployment 创建一个名为web 的HPA，扩容时立即新增当前 9 倍数量的副本数，时间窗口为 5s，伸缩范围为 1--1000。例如一开始只有 1 个 Pod，当 CPU 利用率超过 80%时，Pod 数量变革趋势为：1 → 10 → 100 → 1000。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] HPA 创建乐成得 0.2 分；
[*] HPA 伸缩计谋配置准确得 0.8 分。
【标题 6】节点亲和性管理--创建硬限制规则的 Pod
在 default 定名空间下利用 nginx 镜像运行一个 Pod， 名称为 nginx， 要求利用 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 计谋将 Pod 调度到具有“disktype=ssd”标签的节点。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 到答题框。
1.Pod 调度计谋配置准确得 0.5 分。
【标题 7】网络计谋管理--创建 Pod 网络计谋
创建一个网络计谋 network-exam，要求只有 internal 定名空间下的 Pod 可以通过 TCP协议的 8080 端口访问到 mysql 定名空间下的Pod。
完成后提交 master 节点的 IP、用户名和暗码到答题框。
[*] 网络计谋创建乐成得 0.2 分；
[*] 规则配置准确得 0.3 分。
【标题 8】驱逐机制管理--配置节点压力驱逐 分]
设置kubelet 数据存储在/apps/data/kubelet 目次下，并设置当kubelet 的存储空间不足5%，大概当容器运行时文件体系可用存储空间不足 5%时开始驱逐 Pod。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
1.节点压力驱逐配置准确得 0.5 分。
【标题 9】流量管理--创建 Ingress Gateway 分]
利用提供的软件包 ServiceMesh.tar.gz 将Bookinfo 应用部署到 default 定名空间下，利用 Istio Gateway 可以实现应用程序从外部访问， 请为 Bookinfo 应用创建一个名为 bookinfo-gateway 的网关，指定所有 HTTP 流量通过 80 端口流入网格，然后将网关绑定到假造服务 bookinfo 上。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] Bookinfo 应用部署乐成得 0.2 分；
[*] Bookinfo 能通过网关访问得 0.3 分。
【标题 10】服务网格--创建基于用户身份的路由
创建一个名为 reviews 路由，要求来自名为 Jason 的用户的所有流量将被路由到服务reviews:v2。
完成后提交 master 节点的用户名、暗码和 IP 到答题框。
[*] 路由创建乐成得 0.2 分；
[*] 用户限制准确得 0.3 分。
【标题 11】服务网格--创建请求路由 分]
在default 定名空间下创建一个名为reviews-route 的假造服务，默认情况下，所有的HTTP流量都会被路由到标签为 version:v1 的 reviews 服务的 Pod 上。别的，路径以/wpcatalog/或/consumercatalog/开头的 HTTP 请求将被重写为/newcatalog，并被发送到标签为 version:v2 的Pod 上。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
1.请求路由创建乐成得 0.2 分；
2.路由计谋配置准确得 0.3 分。
【任务 5】容器云服务运维：Kubernetes 基于假造机的运维 分]
【适用平台】私有云
【标题 1】VM 管理--创建 VM 分]
利用镜像 fedora-virt:v1.0 在 default 定名空间下创建一台 vm，名称为 vm-fedora，内存为 1G。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] VM 创建乐成得 0.3 分；
[*] VM 配置准确得 0.2 分。
【标题 2】存储与卷--创建 emptyDisk 卷 分]
利用镜像 fedora-virt:v1.0 在 default 定名空间下创建一台 vmi，名称为 vmi-fedora，并利用 emptyDisk 卷为 vmi 挂载一块 2G 的磁盘。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] VMI 创建乐成得 0.4 分；
[*] 卷挂载乐成得 0.6 分。
【标题 3】KubeVirt 运维--创建 VMI 分]
将提供的镜像 exam.qcow2 转换为 docker 镜像 exam:v1.0，然后利用镜像 exam:v1.0 镜像在 default 定名空间下创建一台 vmi，名称为 exam，将假造机的 80 端口以 NodePort 的方式对外暴露为 30082，并利用数据源在启动时将 VM 的主机名初始化为exam。
完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
[*] qcow2 镜像转化乐成得 0.3 分；
[*] VMI 创建乐成得 0.3 分；
【标题 4】KubeVirt 运维--启用快照 分]
KubeVirt 支持对 VM 进行快照，请启用KubeVirt 快照管理功能：完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和暗码到答题框。
1.快照功能启用乐成得 1 分。
【任务 6】容器云运维开发：Kubernetes APIs 运维开发 分]
【适用平台】私有云
【标题 1】Python 运维开发：基于 Kubernetes Restful API 实现 Deployment 创建 分]
在提供的OpenStack 私有云平台上，利用 k8s-python-dev 镜像创建 1 台云主机，云主机范例利用 4vCPU/12G 内存/100G 硬盘。该主机中已经默认安装了所需的开发环境，登录默认账号暗码为“root/1DaoYun@2022”。
利用Kubernetes Restful API 库，在/root 目次下，创建 api_deployment_manager.py 文件，要求编写 python 代码，代码实现以下任务：
（1） 编写Python 程序实现 Deployment 资源的创建。Deployment 配置信息如下。如果同名Deployment 存在，先删除再创建。
（2） 创建完成后，查询该Deployment 的详细信息，执行效果控制台输出，以yaml 格式展示。
创建Deployment 的yaml 的配置如下：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:
name: nginx-deployment labels:
app: nginx spec:
replicas: 3 selector:
matchLabels: app: nginx
template: metadata:
labels:
app: nginx spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.15.4 ports:
- containerPort: 80
[*] 执行api_deployment_manager.py 脚本，乐成创建 deployment 资源，计 1 分；
[*] 查抄创建的 deployment 资源，配置信息无误计 1 分。
【标题 2】Python 运维开发：基于 Kubernetes Python SDK 实现 Job 创建 分]
在前面已建好的 Kubernetes 开发环境云平台上。利用 Kubernetes python SDK 的 “kubernetes”Python 库，在/root 目次下，创建 sdk_job_manager.py 文件，要求编写 python 代码，代码实现以下任务：
（1） 编写Python 程序实现 Job 资源的创建。Job 配置信息如下。如果同名 Job 存在，先删除再创建。
（2） 创建完成后，查询该 Job 的详细信息，执行效果控制台输出，以 json 格式展示。
Job 创建 yaml 的信息如下：
apiVersion: batch/v1 kind: Job
metadata: name: pi
spec:
template: spec:
containers:
- name: pi image: perl
command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"] restartPolicy: Never
backoffLimit: 4
[*] 执行 sdk_job_manager.py 脚本，乐成创建job 资源，计 0.5 分；
[*] 查询 job 资源，配置信息无误，计 0.5 分。
【标题 3】Python 运维开发：Pod 资源的 Restful APIs HTTP 服务封装 分]
编写 Python 程序实现Pod 资源管理程序，将 Pod 资源管理的封装成Web 服务。
在/root 目次下创建pod_server.py 程序，实现Pod 的增删查改等Web 访问操作。http.server的 host 为 localhost，端口 8889；程序内部实现Kubernetes 认证。
提示阐明：Python 尺度库http.server 模块，提供了HTTP Server 请求封装。
必要实现的 Restful API 接口如下：
GET /pod/{name} ，查询指定名称{name}的 Pod；Response 的 Body 以 json 格式输出。
POST /pod/{yamlfilename} 创建 yaml 文件名称为{yamlfilename}的 Pod；Response 的
Body 以 json 格式。
编码完成后，“手工下载”文件服务器主目次所有*.yaml 文件到 root 目次下，“手动执行”所编写pod_server.py 程序，提交答案进行检测。
[*] HTTP 服务乐成启动，计 1 分；
[*] 发起指定参数的GET 查询 Pod 请求，乐成查询指定名称的 pod 服务，计 1 分；
【标题 4】Python 运维开发：Service 资源 Restful APIs HTTP 服务封装 分]
编写 Python 程序实现 Service 资源管理程序，将 Service 资源管理的封装成 Web 服务。在/root 目次下创建 service_server.py 程序，实现 Service 的增删查改等 Web 访问操作。http.server 的 host 为 localhost，端口 8888；程序内部实现Kubernetes 认证。
提示阐明：Python 尺度库http.server 模块，提供了HTTP Server 请求封装。
必要实现的 Restful API 接口如下：
GET /services/{name}，查询指定名称{name}的 Service；Response 的 Body 以 json 格式输出。
POST /services/{yamlfilename} 创建yaml 文件名称为{yamlfilename}的 Service；
Response 的Body 以 json 格式，（手工将文件服务器主目次所有*.yaml 文件下载到 root 目次下）。
DELETE /services/{name}；删除指定名称的 Service；Response 的 Body 以 json 格式。
编码完成后，本身手动执行提供 Web HTTP 服务的 service_server.py 程序，提交答案进行检测。
[*] HTTP 服务乐成启动，计 1 分；
[*] 发起指定参数的 POST 创建 service 请求，乐成创建 service 资源，计 1 分；
[*] 发起指定参数的GET 查询 service 请求，乐成查询指定名称的 Service，计 1 分；
[*] 发起指定参数的DELETE 删除 service 请求，乐成删除指定名称的 Service，计 1 分。
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