2022年山東省職業(yè)院校技能大賽高職組云計(jì)算賽項(xiàng)試卷-第2場(chǎng)（容器云）

2022年職業(yè)院校技能大賽高職組云計(jì)算賽項(xiàng)試卷【賽程名稱(chēng)】云計(jì)算賽項(xiàng)第二場(chǎng)-容器云【賽程時(shí)間】2022-11-2709:00:00至2022-11-2716:00:00說(shuō)明：完成本任務(wù)需要兩臺(tái)安裝了CentOS7.9操作系統(tǒng)的云主機(jī)：master和node。Chinaskill_Cloud_PaaS.iso鏡像包中有本次容器云部署所需的所有文件，運(yùn)維所需的文件見(jiàn)附件。某公司技術(shù)部產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上線(xiàn)周期長(zhǎng)，客戶(hù)的需求經(jīng)常得不到及時(shí)響應(yīng)。引入CICD(ContinuousIntegration持續(xù)集成、ContinuousDelivery持續(xù)交付)成了公司的當(dāng)務(wù)之急，研發(fā)團(tuán)隊(duì)決定搭建基于Kubernetes的CICD環(huán)境，希望基于這個(gè)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)DevOps的部分流程，來(lái)減輕開(kāi)發(fā)、部署、運(yùn)維的負(fù)擔(dān)。為了能夠讓公司開(kāi)發(fā)的web應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)品能夠基于服務(wù)器的性能、可靠性、高可用性與方便維護(hù)，研發(fā)部決定使用微服務(wù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基于Kubernetes的容器化部署。節(jié)點(diǎn)規(guī)劃如表1所示。表1容器云平臺(tái)節(jié)點(diǎn)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)角色主機(jī)名VCPUS內(nèi)存硬盤(pán)Master、Harbor、CICDmaster412G100GWorkerNodenode412G100G【任務(wù)1】容器云平臺(tái)搭建[5分]【適用平臺(tái)】私有云【題目1】平臺(tái)部署--部署容器云平臺(tái)[1分]使用提供的用戶(hù)名和密碼，登錄OpenStack私有云平臺(tái)，當(dāng)前租戶(hù)下，已經(jīng)存在兩臺(tái)云主機(jī)，使用CRT工具進(jìn)行連接，使用kubeeasy工具完成Kubernetes1.22.1集群的搭建。然后使用nginx鏡像在default命名空間下創(chuàng)建一個(gè)名為exam的Pod，并為該P(yáng)od設(shè)置環(huán)境變量exam，其值為2022。（搭建kubernetes集群需要用到的iso鏡像已經(jīng)在master節(jié)點(diǎn)中）完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框?！绢}目2】Pod管理--創(chuàng)建Pod[1分]在default命名空間下使用nginx:latest鏡像創(chuàng)建一個(gè)QoS類(lèi)為Burstable的Pod，名稱(chēng)為qos-demo。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目3】平臺(tái)部署--部署Istio服務(wù)網(wǎng)格[1分]在Kubernetes集群上完成Istio服務(wù)網(wǎng)格環(huán)境的安裝，在default命名空間下使用busybox鏡像創(chuàng)建一個(gè)名為busybox的Pod，并手動(dòng)為該P(yáng)od注入Sidecar。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框?！绢}目4】平臺(tái)部署--部署KubeVirt虛擬化[0.5分]在Kubernetes集群上完成KubeVirt虛擬化環(huán)境的安裝。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框。【題目5】平臺(tái)部署--部署Harbor倉(cāng)庫(kù)及Helm包管理工具[0.5分]在master節(jié)點(diǎn)上完成Harbor鏡像倉(cāng)庫(kù)及Helm包管理工具的部署。然后使用nginx鏡像自定義一個(gè)Chart，Deployment名稱(chēng)為nginx，副本數(shù)為1，然后將該Chart部署到default命名空間下，Release名稱(chēng)為web。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框?！绢}目6】集群管理--備份ETCD數(shù)據(jù)[1分]Kubernetes使用ETCD來(lái)存儲(chǔ)集群的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為防止服務(wù)器宕機(jī)導(dǎo)致Kubernetes集群數(shù)據(jù)丟失，請(qǐng)將Kubernetes集群數(shù)據(jù)備份到/root/etcd.db中。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！救蝿?wù)2】容器化應(yīng)用搭建：DockerCompose編排部署[7分]【適用平臺(tái)】私有云【題目1】容器化Memcached服務(wù)[1分] 在master節(jié)點(diǎn)/root/DjangoBlog目錄下編寫(xiě)Dockerfile-memcached文件構(gòu)建blog-memcached:v1.0鏡像，具體要求如下：（需要用到的軟件包：Django.tar.gz）（1）基礎(chǔ)鏡像：centos:7.9.2009；（2）完成memcached服務(wù)的安裝；（3）聲明端口：11211；（4）設(shè)置服務(wù)開(kāi)機(jī)自啟。完成后構(gòu)建鏡像，并提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！绢}目2】容器化Mariadb服務(wù)[1.5分]在master節(jié)點(diǎn)/root/DjangoBlog目錄下編寫(xiě)Dockerfile-mariadb文件構(gòu)建blog-mysql:v1.0鏡像，具體要求如下：（需要用到的軟件包：Django.tar.gz）（1）基礎(chǔ)鏡像：centos:7.9.2009；（2）安裝MariaDB服務(wù)并設(shè)置root用戶(hù)的密碼為root；（3）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)djangoblog并將sqlfile.sql導(dǎo)入該數(shù)據(jù)庫(kù)；（4）聲明端口：3306；（5）設(shè)置服務(wù)開(kāi)機(jī)自啟。完成后構(gòu)建鏡像，并提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！绢}目3】容器化前端服務(wù)[1分]在master節(jié)點(diǎn)/root/DjangoBlog目錄下編寫(xiě)Dockerfile-nginx文件構(gòu)建blog-nginx:v1.0鏡像，具體要求如下：（需要用到的軟件包：Django.tar.gz）（1）基礎(chǔ)鏡像：centos:7.9.2009；（2）安裝nginx服務(wù)；（3）使用提供的nginx.conf作為默認(rèn)的配置文件；（3）聲明端口：80；（4）設(shè)置服務(wù)開(kāi)機(jī)自啟。完成后構(gòu)建鏡像，并提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！绢}目4】容器化Blog服務(wù)[1.5分]在master節(jié)點(diǎn)/root/DjangoBlog目錄下編寫(xiě)Dockerfile-blog文件構(gòu)建blog-service:v1.0鏡像，具體要求如下：（需要用到的軟件包：Django.tar.gz）（1）基礎(chǔ)鏡像：centos:7.9.2009；（2）安裝Python3.6環(huán)境；（3）使用pip3工具離線(xiàn)安裝requirements.txt中的軟件包；（4）安裝DjangoBlog服務(wù)；（5）聲明端口：8000；（6）設(shè)置DjangoBlog服務(wù)開(kāi)機(jī)自啟。完成后構(gòu)建鏡像，并提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框。【題目5】編排部署博客系統(tǒng)[2分]在master節(jié)點(diǎn)/root/DjangoBlog目錄下編寫(xiě)docker-compose.yaml文件，具體要求如下：（1）容器1名稱(chēng)：blog-memcached；鏡像：blog-memcached:v1.0；端口映射：11211:11211；（2）容器2名稱(chēng)：blog-mysql；鏡像：blog-mysql:v1.0；端口映射：3306:3306；（3）容器3名稱(chēng)：blog-nginx；鏡像：blog-nginx:v1.0；端口映射：80:8888；（4）容器4名稱(chēng)：blog-service；鏡像：blog-service:v1.0；端口映射：8000:8000。完成后編排部署該博客系統(tǒng)，并提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！救蝿?wù)3】容器云應(yīng)用部署：基于Kubernetes構(gòu)建CICD[8分]該公司決定采用GitLab+Jenkins來(lái)構(gòu)建CICD環(huán)境，以縮短新功能開(kāi)發(fā)上線(xiàn)周期，及時(shí)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，實(shí)現(xiàn)DevOps的部分流程，來(lái)減輕部署運(yùn)維的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)可視化容器生命周期管理、應(yīng)用發(fā)布和版本迭代更新，請(qǐng)完成GitLab+Jenkins+Kubernetes的CICD環(huán)境部署（構(gòu)建持續(xù)集成所需要的所有軟件包在軟件包BlueOcean.tar.gz中）。CICD應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)如下：【適用平臺(tái)】私有云【題目1】安裝Jenkins環(huán)境[1.5分]使用鏡像jenkins/Jenkins:latest在Kubernetes集群devops命名空間下完成Jenkins的部署，Deployment和Service名稱(chēng)均為jenkins，要求以NodePort方式將Jenkins的8080端口對(duì)外暴露為30880，并使用提供的軟件包完成BlueOcean等離線(xiàn)插件的安裝。部署完成后設(shè)置Jenkins用戶(hù)名為jenkins；密碼為000000，并在授權(quán)策略中配置“任何用戶(hù)可以做任何事(沒(méi)有任何限制)”。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框。（需要用到的軟件包路徑http://<IP>/BlueOcean.tar.gz）【題目2】安裝GitLab環(huán)境[1.5分]使用鏡像gitlab/gitlab-ce:latest在Kubernetes集群devops命名空間下完成GitLab的部署，Deployment和Service名稱(chēng)均為gitlab，設(shè)置GitLab的root用戶(hù)密碼為admin@123，并以NodePort方式將GitLab的80端口對(duì)外暴露為30888。部署完成后新建公開(kāi)項(xiàng)目springcloud，并將springcloud文件夾中的代碼上傳到該項(xiàng)目。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框。（需要用到的軟件包路徑http://<IP>/BlueOcean.tar.gz）【題目3】配置Jenkins連接GitLab[1分]在GitLab中生成名為jenkins的“AccessTokens”，在Jenkins中配置GitLab憑據(jù)并測(cè)試其連通性。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框。（需要用到的軟件包路徑http://<IP>/BlueOcean.tar.gz）【題目4】構(gòu)建CI/CD[4分]在Jenkins中新建流水線(xiàn)任務(wù)springcloud，流水線(xiàn)選擇“PipelinescriptfromSCM”。在springcloud項(xiàng)目中新建Jenkinsfile腳本文件，編寫(xiě)聲明式Pipeline，要求完成構(gòu)建maven項(xiàng)目，然后構(gòu)建Docker鏡像并推送到Harbor倉(cāng)庫(kù)的springcloud項(xiàng)目，并基于新構(gòu)建的鏡像完成config和gateway服務(wù)自動(dòng)發(fā)布到Kubernetes集群springcloud命名空間下。最后配置Webhook觸發(fā)構(gòu)建。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框。（需要用到的軟件包路徑http://<IP>/BlueOcean.tar.gz）【任務(wù)4】容器云服務(wù)運(yùn)維：Kubernetes基于容器的運(yùn)維[10分]【適用平臺(tái)】私有云【題目1】安全管理--配置Pod安全上下文[0.5分]使用busybox鏡像啟動(dòng)一個(gè)名為context-demo的Pod，為該P(yáng)od配置安全上下文，要求容器內(nèi)以用戶(hù)1000和用戶(hù)組3000來(lái)運(yùn)行所有進(jìn)程，并在啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行“sleep1h”命令。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目2】CRD管理--創(chuàng)建自定義資源類(lèi)型[0.5分]在Kubernetes集群中自定義一種資源類(lèi)型Student，API為/v1，單數(shù)形式為student，復(fù)數(shù)形式為students，簡(jiǎn)寫(xiě)為stu，作用域?yàn)槊臻g級(jí)，然后在default命名空間下創(chuàng)建一個(gè)名為exam的Student對(duì)象。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目3】HPA管理--創(chuàng)建HPA規(guī)則[0.5分]默認(rèn)情況下HPA是無(wú)法調(diào)整伸縮靈敏度的，但不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)伸縮靈敏度的要求不一樣。要求在default命名空間下使用nginx鏡像創(chuàng)建一個(gè)名為web的deployment，自定義HPA的伸縮靈敏度，為該deployment創(chuàng)建一個(gè)名為web的HPA，擴(kuò)容時(shí)立即新增當(dāng)前9倍數(shù)量的副本數(shù)，時(shí)間窗口為5s，伸縮范圍為1--1000。例如一開(kāi)始只有1個(gè)Pod，當(dāng)CPU使用率超過(guò)80%時(shí)，Pod數(shù)量變化趨勢(shì)為：1→10→100→1000。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目4】節(jié)點(diǎn)親和性管理--創(chuàng)建軟限制規(guī)則的Pod[1分]在default命名空間下使用nginx鏡像運(yùn)行一個(gè)Pod，名稱(chēng)為nginx，要求使用preferredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution策略將Pod調(diào)度到具有"disktype=ssd"標(biāo)簽的節(jié)點(diǎn)。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框?！绢}目5】驅(qū)逐機(jī)制管理--配置節(jié)點(diǎn)壓力驅(qū)逐[0.5分]設(shè)置kubelet數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在/apps/data/kubelet目錄下，并設(shè)置當(dāng)kubelet的存儲(chǔ)空間不足5%，或者當(dāng)容器運(yùn)行時(shí)文件系統(tǒng)可用存儲(chǔ)空間不足5%時(shí)開(kāi)始驅(qū)逐Pod。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目6】LimitRange管理--配置內(nèi)存默認(rèn)值[0.5分]創(chuàng)建命名空間default-mem-example，在master節(jié)點(diǎn)/root目錄下編寫(xiě)YAML文件，具體要求如下：（1）LimitRange名稱(chēng)：mem-limit-range；（2）命名空間：default-mem-example；（3）設(shè)置容器默認(rèn)分配256M的內(nèi)存請(qǐng)求和512M的內(nèi)存上限。完成后使用該YAML文件創(chuàng)建LimitRange，并提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框?！绢}目7】RBAC管理--創(chuàng)建角色并綁定[1分]創(chuàng)建一個(gè)名為deployment-clusterrole的clusterrole，并且對(duì)該clusterrole只綁定對(duì)Deployment、Daemonset、Statefulset的創(chuàng)建權(quán)限。在指定命名空間exam創(chuàng)建一個(gè)名為exam-user的serviceaccount，并且將上一步創(chuàng)建clusterrole和該serviceaccount綁定。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！绢}目8】存儲(chǔ)卷管理--Pod時(shí)間同步[1分]容器默認(rèn)的時(shí)區(qū)采用的是UTC時(shí)區(qū)，而宿主機(jī)采用的是CST時(shí)區(qū)。使用nginx:latest鏡像在default命名空間下創(chuàng)建一個(gè)名為exam的Pod，要求Pod時(shí)區(qū)與宿主機(jī)時(shí)區(qū)同步。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目9】流量管理--創(chuàng)建IngressGateway[0.5分]使用提供的軟件包ServiceMesh.tar.gz將Bookinfo應(yīng)用部署到default命名空間下，使用IstioGateway可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序從外部訪(fǎng)問(wèn)，請(qǐng)為Bookinfo應(yīng)用創(chuàng)建一個(gè)名為bookinfo-gateway的網(wǎng)關(guān)，指定所有HTTP流量通過(guò)80端口流入網(wǎng)格，然后將網(wǎng)關(guān)綁定到虛擬服務(wù)bookinfo上。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目10】服務(wù)網(wǎng)格--創(chuàng)建默認(rèn)目標(biāo)規(guī)則[1分]為Bookinfo應(yīng)用的四個(gè)微服務(wù)設(shè)置默認(rèn)目標(biāo)規(guī)則，名稱(chēng)分別為productpage、reviews、ratings和details。定義好可用的版本，productpage服務(wù)可用的版本為v1，reviews服務(wù)可用的版本為v1、v2、v3，ratings服務(wù)可用的版本為v1、v2，details服務(wù)可用的版本為v1、v2。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目11】服務(wù)網(wǎng)格--創(chuàng)建基于用戶(hù)身份的路由[0.5分]創(chuàng)建一個(gè)名為reviews路由，要求來(lái)自名為Jason的用戶(hù)的所有流量將被路由到服務(wù)reviews:v2。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的用戶(hù)名、密碼和IP到答題框?！绢}目12】VM管理--創(chuàng)建VM[0.5分]使用鏡像fedora-virt:v1.0在default命名空間下創(chuàng)建一臺(tái)vm，名稱(chēng)為vm-fedora，內(nèi)存為1G。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！绢}目13】存儲(chǔ)與卷--創(chuàng)建emptyDisk卷[1分]使用鏡像fedora-virt:v1.0在default命名空間下創(chuàng)建一臺(tái)vmi，名稱(chēng)為vmi-fedora，并使用emptyDisk卷為vmi掛載一塊2G的磁盤(pán)。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框。【題目14】KubeVirt運(yùn)維--創(chuàng)建VMI[1分]將提供的鏡像exam.qcow2轉(zhuǎn)換為docker鏡像exam:v1.0，然后使用鏡像exam:v1.0鏡像在default命名空間下創(chuàng)建一臺(tái)vmi，名稱(chēng)為exam，將虛擬機(jī)的80端口以NodePort的方式對(duì)外暴露為30082，并使用數(shù)據(jù)源在啟動(dòng)時(shí)將VM的主機(jī)名初始化為exam。完成后提交master節(jié)點(diǎn)的IP地址、用戶(hù)名和密碼到答題框?！救蝿?wù)5】容器云運(yùn)維開(kāi)發(fā)：KubernetesAPIs運(yùn)維開(kāi)發(fā)[10分]【適用平臺(tái)】私有云【題目1】KubernetesPython運(yùn)維腳本開(kāi)發(fā)：使用RestfulAPI方式管理service服務(wù)[3分]在提供的OpenStack私有云平臺(tái)上，使用k8s-python-dev鏡像創(chuàng)建1臺(tái)云主機(jī)，云主機(jī)類(lèi)型使用4vCPU/12G內(nèi)存/100G硬盤(pán)。該主機(jī)中已經(jīng)默認(rèn)安裝了所需的開(kāi)發(fā)環(huán)境，登錄默認(rèn)賬號(hào)密碼為“root/1DaoYun@2022”。使用pythonrequest庫(kù)和KubernetesRestfulAPIs，在/root目錄下，創(chuàng)建api_manager_service.py文件，要求編寫(xiě)python代碼，代碼實(shí)現(xiàn)以下任務(wù)：（1）首先查詢(xún)查詢(xún)服務(wù)service，如果service名稱(chēng)“nginx-svc”已經(jīng)存在，先刪除。（2）如果不存在“nginx-svc”，使用service.yaml文件創(chuàng)建服務(wù)。（3）創(chuàng)建完成后，查詢(xún)?cè)摲?wù)的信息，查詢(xún)的body部分以json格式的文件輸出到當(dāng)前目錄下的service_api_dev.json文件中。（4）然后使用service_update.yaml更新服務(wù)端口。（5）完成更新后，查詢(xún)?cè)摲?wù)的信息，信息通過(guò)控制臺(tái)輸出，并通過(guò)json格式追加到service_api_dev.json文件后。編寫(xiě)完成后，提交該云主機(jī)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！绢}目2】Python運(yùn)維開(kāi)發(fā)：基于KubernetesPythonSDK方式管理deployment服務(wù)[3分]在提供的OpenStack私有云平臺(tái)上，使用“k8s-python-dev”鏡像創(chuàng)建1臺(tái)云主機(jī)，云主機(jī)類(lèi)型使用4vCPU/12G內(nèi)存/100G硬盤(pán)。該主機(jī)中已經(jīng)默認(rèn)安裝了所需的開(kāi)發(fā)環(huán)境，登錄默認(rèn)賬號(hào)密碼為“root/1DaoYun@2022”。使用KubernetespythonSDK的“kubernetes”P(pán)ython庫(kù)，在/root目錄下，創(chuàng)建sdk_manager_deployment.py文件，要求編寫(xiě)python代碼，代碼實(shí)現(xiàn)以下任務(wù)：（1）首先使用nginx-deployment.yaml文件創(chuàng)建deployment資源。（2）創(chuàng)建完成后，查詢(xún)?cè)摲?wù)的信息，查詢(xún)的body部分通過(guò)控制臺(tái)輸出，并以json格式的文件輸出到當(dāng)前目錄下的deployment_sdk_dev.json文件中。編寫(xiě)完成后，提交該云主機(jī)的用戶(hù)名、密碼和IP地址到答題框?！绢}目3】Python運(yùn)維開(kāi)發(fā)：Pod資源的RestfulAPIsHTTP服務(wù)封裝[2分]編寫(xiě)Python程序?qū)崿F(xiàn)Pod資源管理程序，將Pod資源管理的封裝成Web服務(wù)。在/root目錄下創(chuàng)建pod_server.py程序，實(shí)現(xiàn)Pod的增刪查改等Web訪(fǎng)問(wèn)操作。http.s