2024 年广西职业院校技能大赛高职组《云计算应用》赛项赛题第 3 套-编程知识

#需要资源或有问题的，可私博主！！！

某企业根据自身业务需求，实施数字化转型，规划和建设数字化平台，平台聚焦“DevOps 开发运维一体化”和“数据驱动产品开发”，拟采用开源 OpenStack 搭建企业内部私有云平台，开源 Kubernetes 搭建云原生服务平台，选择国内主流公有云平台服务，基于数字化平台底座，面向业务开发边缘计算云应用产品。

拟将该任务交给工程师A 与B，分工协助完成云平台服务部署、云应用开发、云系统运维等任务，系统架构如图 1 所示，IP 地址规划如表 1 所示。

图 1 系统架构图

表 1 IP 地址规划

设备名称	主机名	接口	IP 地址	说明
云服务器 1	controller	eth0	172.129.x.0/24	vlan x
云服务器 1	controller	eth1	自定义	自行创建
云服务器 2	compute	eth0	172.129.x.0/24	vlan x
云服务器 2	compute	eth1	自定义	自行创建
云服务器 3 ... 云服务器n	自定义	eth0	172.129.x.0/24
PC-1		本地连接	172.24.16.0/24	PC 使用
PC-2		本地连接	172.24.16.0/24	PC 使用

说明

竞赛使用集群模式进行，比赛时给每个参赛队提供独立的租户与用户，各用户的资源配额相同，参赛选手通过用户名与密码登录竞赛用私有云平台，创建云主机进行相应答题，2 名参赛选手的账号密码相同；
表中的x 为赛位号，在进行 OpenStack 搭建时的第二块网卡地址根据题意自行创建；
根据图表给出的信息，检查硬件连线及网络设备配置，确保网络连接正常；
考试所需要的账号资源、竞赛资源包与附件均会在考位信息表与设备确认单中给出；
竞赛过程中，为确保服务器的安全，请自行修改服务器密码；在考试系统提交信息时，请确认自己的IP 地址，用户名和密码。

模块一私有云（30 分）

企业首先完成私有云平台搭建和运维，私有云平台提供云主机、云网络、云存储等基础架构云服务，并开发自动化运维程序。

任务 1 私有云服务搭建（5 分）

1.1.1 集群主机环境配置

控制节点主机名为 controller，设置计算节点主机名为compute；
hosts 文件将IP 地址映射为主机名。
配置yum 源

1.1.2 基础软件包安装

在控制节点和计算节点上分别安装openstack-iaas 软件包。

1.1.3 数据库及消息服务安装与使用

在控制节点上使用安装Mariadb、RabbitMQ 等服务。并进行相关操作。

1.1.4 Keystone 服务安装与使用

在控制节点上安装Keystone 服务并创建用户。

1.1.5 Glance 安装与使用

在控制节点上安装Glance 服务。上传镜像至平台，并设置镜像启动的要求参数。

1.1.6 Nova 安装

在控制节点和计算节点上分别安装Nova 服务。安装完成后，完成Nova 相关配置。

1.1.7 Neutron 安装

在控制和计算节点上正确安装Neutron 服务。

1.1.8 Dashboard 安装

在控制节点上安装Dashboard 服务。安装完成后，将 Dashboard中的 Django 数据修改为存储在文件中。

1.1.9 Swift 安装

在控制节点和计算节点上分别安装Swift 服务。安装完成后，将cirros 镜像进行分片存储。

1.1.10 Cinder 创建硬盘

在控制节点和计算节点分别安装Cinder 服务，请在计算节点，对块存储进行扩容操作。

任务 2 私有云服务运维（15 分）

1.2.1 Glance 开放镜像权限

将指定镜像在指定项目进行共享使用。

1.2.2 Glance 镜像转换

使用CentOS 的镜像，将该镜像转换为RAW 格式。

1.2.3 Glance 镜像存储限制

使用自行搭建的OpenStack 平台。请修改Glance 后端配置文件，修改用户的镜像存储配额限制。

1.2.4 Nova 清除缓存

在OpenStack 平台上，修改相关配置，让长时间不用的镜像缓存在过一定的时间后会被自动删除。

1.2.5 使用Heat 模板创建网络

在自行搭建的OpenStack 私有云平台上，编写Heat 模板文件，完成网络的创建。

1.2.6 部署NFS 应用服务

使用OpenStack 私有云平台，创建一台云主机，安装 NFS 服务，然后对接Glance 后端存储。

1.2.7 部署Redis 集群

部署Redis 集群，Redis 的一主二从三哨兵架构。

1.2.8 Redis AOF 调优

修改在Redis 相关配置，避免 AOF 文件过大，Redis 会进行AOF重写。

1.2.9 部署入侵检测系统

安装chkrootkit 入侵检测工具，安装完毕后使用 chkrootkit工具扫描系统。

1.2.10 完成私有云平台的调优或排错工作。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）

任务 3 私有云运维开发（10 分）

1.3.1 Ansible 部署FTP 服务

编写Ansible 脚本，部署FTP 服务。

1.3.2 OpenStack Python 运维开发：实现用户组管理编写Python 代码，实现OpenStack 用户组增删查改

1.3.4 编写OpenStack云平台自动化运维工具。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）

模块二容器云（30 分）

企业构建 Kubernetes 容器云集群，引入 KubeVirt 实现OpenStack 到Kubernetes 的全面转型，用 Kubernetes 来管一切虚拟化运行时，包含裸金属、VM、容器。同时研发团队决定搭建基于Kubernetes 的CI/CD 环境，基于这个平台来实现 DevOps 流程。引入服务网格Istio，实现业务系统的灰度发布，治理和优化公司各种微服务，并开发自动化运维程序。

任务 1 容器云服务搭建（5 分）

2.1.1 部署容器云平台

使用 OpenStack 私有云平台创建两台云主机，分别作为Kubernetes 集群的master 节点和node 节点，然后完成Kubernetes 集群的部署，并完成Istio 服务网格、KubeVirt 虚拟化和Harbor 镜像仓库的部署。

任务 2 容器云服务运维（15 分）

2.2.1 容器化部署MariaDB

编写Dockerfile 文件构建mysql 镜像，要求基于 centos 完成MariaDB 数据库的安装与配置，并设置服务开机自启。

2.2.2 容器化部署Redis

编写Dockerfile 文件构建redis 镜像，要求基于 centos 完成Redis 服务的安装和配置，并设置服务开机自启。

2.2.3 容器化部署Nginx

编写Dockerfile 文件构建nginx 镜像，要求基于 centos 完成Nginx 服务的安装和配置，并设置服务开机自启。

2.2.4 容器化部署Explorer

编写Dockerfile 文件构建explorer 镜像，要求基于centos完成PHP 和HTTP 环境的安装和配置，并设置服务开机自启。

2.2.5 编排部署Explorer 管理系统

编写 docker-compose.yaml 文件，要求使用镜像 mysql、redis、nginx 和explorer 完成Explorer 管理系统的编排部署。

2.2.6 部署GitLab

将GitLab 部署到Kubernetes 集群中，设置 GitLab 服务root 用户的密码，使用Service 暴露服务，并将提供的项目包导入到GitLab 中。

2.2.7 部署GitLab Runner

将 GitLab Runner 部署到 Kubernetes 集群中，为 GitLab Runner 创建持久化构建缓存目录以加速构建速度，并将其注册到GitLab 中。

2.2.8 部署GitLab Agent

将Kubernetes 集群添加到GitLab 项目中，指定名称和命名空间。

2.2.9 构建CI/CD

编写流水线脚本触发自动构建，要求基于GitLab 项目完成代码的编译、镜像的构建与推送，并自动发布应用到Kubernetes 集群中。

2.2.10 服务网格：Sidecar 管理

在default 命名空间下部署Bookinfo 应用。创建 exam 命名空间，并声明一个 Sidecar 配置，允许向指定命名空间的公共服务输出流量。为所有指定标签的 Pod 声明一个Sidecar 配置，接收和转发指定的流量。

2.2.11 KubeVirt 运维：VMI 管理

将提供的镜像在default 命名空间下创建一台VMI，名称为exam，使用Service 暴露VMI。

2.2.12 完成容器云平台的调优或排错工作。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）

任务 3 容器云运维开发（10 分）

2.3.1 管理Job 服务

Kubernetes Python 运维脚本开发-使用SDK 方式管理job 服务。

2.3.2 自定义调度器

Kubernetes Python 运维脚本开发-使用Restful API 方式管理调度器。

2.3.3 编写Kubernetes 容器云平台自动化运维工具。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）

模块三公有云（40 分）

企业选择国内公有云提供商，选择云主机、云网络、云硬盘、云防火墙、负载均衡等服务，可创建 Web 服务，共享文件存储服务，数据库服务，数据库集群等服务。搭建基于云原生的DevOps 相关服务，构建云、边、端一体化的边缘计算系统，并开发云应用程序。

根据上述公有云平台的特性，完成公有云中的各项运维工作。任务 1 公有云服务搭建（5 分）

3.1.1 私有网络管理

在公有云中完成虚拟私有云网络的创建。

3.1.2 云实例管理

登录公有云平台，创建两台云实例虚拟机。

3.1.3 管理数据库

使用 intnetX-mysql 网络创建两台 chinaskill-sql-1 和chinaskill-sql-2 云服务器，并完成MongoDB 安装。

3.1.4 主从数据库

在chinaskill-sql-1 和chinaskill-sql-2 云服务器中配置MongoDB 主从数据库。

3.1.5 安全组管理

根据要求，创建一个安全组。

3.1.6 NAT 网关

根据要求创建一个公网NAT 网关。

3.1.7 云服务器备份

创建一个云服务器备份存储库名为 server_backup 。将ChinaSkill-node-1 云服务器制作镜像文件chinaskill-image。

3.1.8 负载均衡器

根据要求创建一个负载均衡器chinaskill-elb。

3.1.9 弹性伸缩管理

根据要求新建一个弹性伸缩启动配置。任务 2 公有云服务运维（10 分）

3.2.1 云容器引擎

在公有云上，按照要求创建一个x86 架构的容器云集群。

3.2.2 云容器管理

使用插件管理在kcloud 容器集群中安装Dashboard 可视化监控界面。

3.2.3 使用kubectl 操作集群

在kcloud 集群中安装kubectl 命令，使用kubectl 命令管理kcloud 集群。

3.2.4 云硬盘存储卷

根据要求购买云硬盘存储卷。

3.2.5 生命周期管理-配置Pod 生命周期

3.2.6 定时任务管理—创建定时任务

在kcloud 集群节点/root 目录下编写yaml 文件date.yaml 完成定时管理任务。

任务 3 公有云运维开发（10 分）

3.3.1 虚拟私有云VPC 管理

调用api 安全组的接口，实现VPC 的增删查改。

3.3.2 虚拟私有云VPC 子网管理

调用api 安全组的接口，实现虚拟私有云VPC 子网的增删查改。

3.3.3 弹性伸缩组管理

编写Python 代码，调用弹性伸缩组API，创建弹性伸缩组。任务 4 边缘计算系统运维（10 分）

3.4.1 云端部署

构建Kubernetes 容器云平台，云端部署 KubeEdge CloudCore云测模块，并启动cloudcore 服务。

3.4.2 边端部署

在边侧部署KubeEdge EdgeCore 边侧模块，并启动edgecore服务。

3.4.3 边缘应用部署

通过边缘计算平台完成应用场景镜像部署与调试。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）

任务 5 边缘计算云应用开发（5 分）

3.5.1 云应用微服务开发。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）