第一场次:私有云(30分)

某企业拟使用OpenStack搭建一个企业云平台,以实现资源池化弹性管理、企业应用集中管理、统一安全认证和授权等管理。

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
图1系统架构图
表1  IP地址规划
表1 IP地址规划

说明:

1.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,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.表中的x为工位号;在进行OpenStack搭建时的第二块网卡地址根据题意自行创建;

3.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;

4.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;

5.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。

任务一、私有云服务搭建任务(10分)

题目1. 基础环境搭建(5分)

1.使用提供的用户名密码,登录竞赛用的云计算平台,自行使用 CentOS7.9镜像创建两台云主机,flavor 使用 4v_8G_100G_50G 的配置,第一张网卡使用提供的网络,第二张网卡使用的网络自行创建(网段为 10.10.X.0/24,X为工位号)。创建完云主机后确保网络正常通信,然后按以下要求配置服务器:

(1)设置控制节点主机名为controller,设置计算节点主机名为compute;

(2)修改hosts文件将IP地址映射为主机名;

2.设置controller节点可以无秘钥访问compute节点。

3.使用提供的 http 服务地址,在 http 服务下,存在 centos 和 iaas 的网络 yum 源, 使用该 http 源作为安装 iaas 平台的网络源。分别设置 controller 节点和 compute 节点的 yum 源文件 http.repo。

4.在 controller 节点上部署 chrony 服务器,允许其他节点同步时间,启动服务并设置为开机启动;在compute 节点上指定 controller 节点为上游 NTP 服务器,重启服务并设为开机启动。

5.在 compute 节点上利用空白分区划分 2 个 20G 分区。

题目2. OpenStack平台搭建(5分)

本任务需要完成openstack平台的安装搭建及运维任务,表2提供了在安装过程中需要使用相关服务参数。

表2 密码

表2 密码
表2 密码

1.使用提供的脚本框架 iaas-pre-host.sh 和 openrc.sh 环境变量文件,填充脚本,在controller 和 compute 节点上分别安装openstack 平台的基础组件并完成相关配置。

2.使用提供的脚本框架iaas-install-mysql.sh,填充脚本,在 controller 节点上安装mariadb、 mencached、rabbitmq 等服务并完成相关配置。

3.使用提供的脚本框架 iaas-install-keystone.sh,填充脚本,在 controller 节点上安装keystone 服务并完成相关配置。

4.使用提供的脚本框架 iaas-install-glance.sh,填充脚本,在 controller 节点上安装glance服务并完成相关配置。

5.使用提供的脚本框架 iaas-install-nova-controller.sh 和 iaas-install-nova-compute.sh,填充脚本,在 controller 和 compute 节点上安装 nova 服务并完成配置。

6.使用提供的脚本框架iaas-install-neutron-controller.sh 和iaas-install-neutron-compute.sh,填充脚本,在 controller 和 compute 节点上安装 neutron 服务并完成配置。

7.使用提供的脚本框架 iaas-install-dashboard.sh,填充脚本,在 controller 节点上安装dashboard 服务并完成相关配置。

8.使用提供的脚本框架 iaas-install-cinder-controller.sh 和 iaas-install-cinder-compute.sh, 填充脚本,在 controller 和 compute 节点上安装 cinder 服务并完成配置。

9.使用提供的脚本框架 iaas-install-designate.sh,填充脚本,安装DNS服务并完成相关配置。

10.使用提供的脚本框架 iaas-install-heat.sh,填充脚本,安装heat编排服务并完成相关配置。

11.使用提供的脚本框架 iaas-install-cloudkitty.sh,填充脚本,安装cloudkitty计费服务并完成相关配置。

12.使用提供的脚本框架 iaas-install-blazar.sh,填充脚本,安装增加Blazar资源预订服务并完成相关配置。

(注:为了避免OpenStack不能成功搭建而影响后面竞赛进程,任务2-3向选手提供openstack平台,供参赛选手进行竞赛)

任务二、私有云服务运维任务(10分)

题目3. OpenStack云平台运维(10分)

1.使用提供的云安全框架组件,将提供的OpenStack云平台的安全策略从http优化至https。

2.在提供的OpenStack平台上,通过修改相关参数对openstack平台进行调优操作,相应的调优操作有:

(1)设置内存超售比例为1.5倍;

(2)设置nova服务心跳检查时间为120秒。

3.在提供的OpenStack平台上,使用Swift对象存储服务,修改相应的配置文件,使对象存储Swift作为glance镜像服务的后端存储。

4.在提供的OpenStack平台上,编写heat模板createvm.yml文件,模板作用为按照要求创建一个云主机。

5.在提供的OpenStack平台上,对cinder存储空间进行扩容操作,要求将cinder存储空间扩容10G。

6.在OpenStack私有云平台,创建一台云主机,使用提供的软件包,编写一键部署脚本,要求可以一键部署gpmall商城应用系统。

7.使用manila共享文件系统服务,使manila为多租户云环境中的共享文件系统提供统一的管理服务。

8.使用Blazar服务,使得管理员可以在OpenStack中为虚拟(实例,卷等)和物理(主机,存储等)的不同资源类型提供资源预留的能力。

9.使用cloudkitty计费服务,处理来自不同监控指标后端的数据并进行计费规则创建。以达到费用核算目的。

10.使用提供的iaas-error1镜像创建云主机,创建后的云主机内有错误的OpenStack平台,错误现象为cinder服务无法正常使用,请结合报错信息排查错误,使cinder服务可以正常使用。

任务三、私有云运维开发任务(10分)(本任务只公布考试范围,不公布赛题)

题目4. Ansible自动化运维(5分)

使用自动化运维工具Ansible对云主机进行批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等运维操作。

题目5. OpenStack APIs运维开发(5分)

编写Python脚本调用OpenStack API对OpenStack云平台进行管理和运维。

 

 

2022年全国职业院校技能大赛(高职组)

“云计算”赛项赛卷1

第二场次:容器云(40分)

说明:完成本任务需要两台安装了CentOS7.9操作系统的云主机master和node,镜像包中有本次容器云平台部署和运维所需的所有文件。

云梦公司存在两套虚拟化调度平台,虚拟机使用OpenStack调度,容器使用Kubernetes调度,两套系统两班人马,人力和资源都存在着一定的重叠和浪费。且该公司产品开发上线周期长,用户规模大且版本更新频繁。新版本的每次上线,产品都要承受极大的压力。

经过技术调研,公司决定引入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、容器等,实现一套调度,多种运行时。同时研发团队决定搭建基于Kubernetes 的CICD环境,基于这个平台来实现DevOps的部分流程,并基于Kubernetes实现业务系统的灰度发布。

为了能够让云梦公司开发的Web应用系统产品能够缩减开发周期,快速迭代版本,并实现业务从老版本到新版本的平滑过渡,避免升级过程中出现的问题对用户造成的影响。研发部决定使用微服务架构,实现基于Kubernetes的容器化部署、CICD和运维开发。

任务一、容器云服务搭建任务(5分)

题目1. 容器云平台搭建(5分)

  1. 在master节点完成Docker CE、docker-compose以及Harbor仓库的安装,导入所有镜像,并推送到私有仓库。
  2. 在master、node节点完成Kubernetes集群的安装。
  3. 在Kubernetes集群中完成KubeVirt环境的安装。
  4. 在Kubernetes集群中完成服务网格(ServiceMesh)项目Istio环境的安装。
  5. 集群部署完成后,使用kubectl自带排序功能,列出集群内所有的Pod,并以name字段排序。

任务二、容器云应用部署任务(15分)

题目2. 容器云应用(7分)

该公司开发了一套基于Spring Cloud的分布式系统套件,并实现全容器化部署,该系统主要模块如下:

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试将Gateway组件、Eureka组件、Spring Boot Admin组件和Zipkin组件按照要求进行容器化,其它组件Config、Hello Service已经实现容器化,直接从仓库中拉取镜像运行容器即可。

  1. 编写Dockerfile基于centos:7.9.2009基础镜像制作Gateway镜像,生成镜像名为chinaskill-gateway:v1.0,要求安装JDK环境和Gateway服务,并设置服务自启动。
  2. 编写Dockerfile基于centos:7.9.2009基础镜像制作Eureka镜像,生成镜像名为chinaskill-eureka:v1.0,要求安装JDK环境和Eureka服务,并设置服务自启动。
  3. 编写Dockerfile基于centos:7.9.2009基础镜像制作Zipkin镜像,生成镜像名为chinaskill-zipkin:v1.0,要求安装JDK环境和Zipkin服务,并设置服务自启动。
  4. 编写Dockerfile基于centos:7.9.2009基础镜像制作Hello Service镜像,生成镜像名为chinaskill-hello:v1.0,要求安装Hello Service服务,并设置服务自启动。
  5. 编写docker-compose.yaml文件,使用上述镜像编排部署Spring Cloud分布式系统。

题目3. 基于Kubernetes构建CICD8分)

该公司决定采用GitLab + GitLab CI + Harbor + Kubernetes架构来构建CICD环境,以缩短新功能开发上线周期,及时满足客户的需求,实现DevOps的部分流程,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CICD环境部署。CICD应用系统架构如下:

2022年全国职业院校技能大赛(高职组) “云计算”赛项赛卷1

1.在Kubernetes集群上完成GitLab程序的部署,副本数为2,使用NodePort方式将GitLab服务对外暴露30081端口。

2.在Kubernetes集群上完成GitLab-Runner的部署,并完成Shared Runner的注册。

  1. 在GitLab中开启Container Registry,并完成Environment variables的设置。

4.将Kubernetes集群添加到GitLab中,并命名为cicd-cluster。

  1. 编写.gitlab-ci.yml自动化脚本,要求整个构建流程包含test、build、release、review和deploy几个阶段。

6.将提供的项目包推送到GitLab仓库并触发自动构建,完成代码编译、镜像构建、镜像推送和服务发布的自动化实现。

任务三、容器云服务运维任务(10分)

题目4. Kubernetes基于容器的运维(6分)

1.将master节点设置为污点,并且重新调度该节点上所有允许的pods。

  1. Kubernetes默认的证书有效期只有一年时间,对于某些场景下一个时间足够长的证书有效期是非常有必要的,请将Kubernetes集群证书的有效期延长至20年。

3.在master节点/root目录下编写YAML文件limitrange.yaml,具体要求如下:

(1)LimitRange名称:mem-limit-range;

(2)命名空间:default;

(3)容器默认资源请求为256Mi内存、500m CPU;

(4)容器资源请求上限为800Mi内存、3000m CPU;

(5)内存和CPU超售的比率均为2。

完成后使用该yaml文件创建LimitRange。

  1. 为master节点打上标签“disktype=ssd”和标签“exam=chinaskill”,然后在master节点/root目录下编写YAML文件deployment.yaml创建Deployment,具体要求如下:

(1)Deployment名称:nginx-deployment;

(2)要求Pod只能调度到具有标签“disktype=ssd”的节点上;

(3)具有标签“exam=chinaskill”的节点优先被调度。

完成后使用该YAML文件创建Deployment。

  1. 在master节点/root目录下编写YAML文件role.yaml文件创建集群角色,具体要求如下:

(1)集群角色名称:deployment-clusterrole;

(2)该角色拥有对Deployment、Daemonset、StatefulSet的创建权限。

完成后使用该YAML文件创建集群角色。

  1. 在master节点/root目录下编写YAML文件创建network.yaml创建网络策略,具体要求如下:

(1)网络策略名称:exam-nework;

(2)针对namespace test下的Pod,只允许相同namespace下的Pod访问,并且可访问Pod的9000端口。

完成后使用该YAML文件创建网络策略。

  1. 在master节点/root目录下编写YAML文件pv.yaml创建PV,具体要求如下:

(1)PV名称:app-pv;

(2)容量为10Gi;

(3)访问模式为ReadWriteMany;

(4)volume的类型为hostPath,位置为/src/app-config。

完成后使用该YAML文件创建PV。

  1. 在Kubernetes集群中完成Bookinfo样例程序的部署,在master节点/root目录下编写YAML文件istio.yaml创建请求路由,具体要求如下:

(1)路由名称:bookinfo-virtualservice;

(2)将所有流量路由到每个微服务的 v1 版本。

完成后使用该YAML文件创建请求路由。

题目5. Kubernetes基于虚拟机的运维(4分)

根据Garnter的最新预测,到2022年将会有75%的生产应用全部跑在容器环境之上。由于技术原因,某公司的多数架构仍运行在虚拟机上。经过技术调研,KubeVirt支持完全的虚拟机纳管,可以完美迁移因为内核版本过于陈旧或者语言问题而无法迁移到容器的部分应用,所以公司决定将业务全部迁移到Kubernetes集群中。

  1. 在KubeVirt中启用实时迁移功能,以实现将一台正在运行的虚拟机实例从一个节点迁移到另一个节点,期间工作负载继续运行且能保持持续访问。

2.使用提供的OpenStack qcow2镜像,在master节点/root目录下编写YAML文件创建VMI,具体要求如下:

(1)VMI名称:chinaskill-vmi;

(2)运行策略:Manual;

(3)磁盘驱动:virtio。

完成后使用该YAML文件创建VMI,然后使用virtctl工具启动该VMI。

  1. 在master节点上编写YAML文件vmi-sshkey.yaml为虚拟实例chinaskill-vmi进行动态密钥注入,具体要求如下:

(1)使用 qemuGuestAgent 将访问凭证api附加到chinaskill-vmi。

完成后运行该YAML文件并使用SSH验证VMI的连通性。

任务四、容器云运维开发任务(10分)(本任务为4-6道Kubernetes APIs 运维开发题,只公布考试范围,不公布赛题)

题目6. Kubernetes APIs 运维开发(10分)

编写Python脚本,调用Kubernetes API实现对Kubernetes容器云平台进行管理和运维。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2022年全国职业院校技能大赛(高职组)

“云计算”赛项赛卷1

第三场次:公有云(30分)

环境说明:某信息技术科技公司实施数字化转型与应用上云,要对公司内部项目搭建基于云原生的Devops相关服务。

选择国内公有云提供商,为客户提供K8S、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。

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。

任务一、公有云服务搭建任务(10分)

题目1. 使用公有云组件搭建应用服务(10分)

在公有云上购买所需部署WordPress博客系统组件,完成以下搭建内容。

1.使用本地提供的Centos qcow2镜像文件,上传至公有云镜像服务中。

2.按照2核CPU、4G内存、40G硬盘,使用所上传的镜像创建两台名为ChinaSkill-node-1和ChinaSkill-data-2的云主机使用创建的intnetX虚拟私有云网络配置。

3.在公有云中购买云数据库ChinaSkill-mysql-1,并配置读写分离节点。

  1. 利用提供的软件包源,在ChinaSkill-node-1和ChinaSkill-node-2中部署WordPress的Web服务,使用chinaskill-wordpress.sql以云数据库读写分离地址为数据源运行WordPress。
  2. 设置云主机的防火墙策略,保证ChinaSkill-node-1和ChinaSkill-node-2云主机上WordPress正常对外提供服务。

6.使用弹性文件服务给chinaskill-node-1云服务器提供后端存储,并设置owncloud使用弹性文件服务存储。

7.为云数据库chinaskill-mysql-1创建只读数据库chinaskill-read实例。

8.云数据库chinaskill-mysql-1申请读写分离地址。

9.创建一个云服务器备份存储库名为server_backup,容量100G。

任务二、公有云服务运维任务(10分)

题目2. 在已搭建服务的基础上优化公有云服务(5分)

根据所部署的WordPress博客系统,对其架构进行优化,完成以下操作。

1.创建一个负载均衡器chinaskill-elb,将ChinaSkill-node-1和ChinaSkill-node-2加入负载均衡的后端。设置一个可用的公网服务IP,服务端口为80。

2.将ChinaSkill-node-1云服务器制作镜像文件chinaskill-image。

3.新建一个弹性伸缩启动配置template-exam,以ChinaSkill-node-1的云服务器配置进行创建,使用chinaskill-image镜像。创建一个伸缩组as-exam,关联启动配置template-exam,并将创建的云服务器添加至负载均衡chinaskill-elb中。

为伸缩组as-exam新建告警触发策略:

(1)如果实例的内存利用率在5分钟内的最大值小于40%,且连续发生3次。则实例数减少1台。冷却60秒;

(2)如果实例的内存利用率在5分钟内的最大值大于80%,且连续发生3次。则实例数增加1台。冷却60秒;

(3)如果实例的CPU利用率在5分钟内的最大值小于40%,且连续发生3次。则实例数减少1台。冷却60秒;

(4)如果实例的CPU利用率在5分钟内的平均值大于等于80%,且连续发生3次。则实例数增加1台。冷却60秒。

4.为云主机设置自定义告警模板策略,监控云主机CPU使用率超过80%的告警,内存使用率超过80%的告警。以邮件形式提醒管理员。

  1. 根据所部署的WordPress博客系统,使用混合云架构对其进行优化,在私有云平台申请一台云服务器WordPress-node-1,部署WordPress博客系统,使用公有云云数据库读写分离地址。

6.配置负载均衡器chinaskill-elb,添加私有云云服务器WordPress-node-1节点。

7.配置主机接入日志管理,根据采集规则收集WordPress博客系统,将云服务器中产生的日志通过采集日志流收集至日志管理中。

8.通过日志管理API接入,将WordPress博客系统中收集的日志信息存储与私有云平台WordPress-log云服务器中。

题目3.公有云云容器引擎集群运维(5分)

管理公有云云容器引擎集群,完成以下搭建与运维操作。

1.创建一个容器集群kcloud,集群版本:v1.19.10;集群节点使用子网:intnetX。

2.在Kubernetes集群中创建一个名为nginx-app的Deployment,包含3个副本,镜像使用nginx:1.11.9,通过滚动升级的方式更新镜像版本为1.12.0,并记录这个更新,最后,回滚该更新到之前的1.11.9版本。

3.在kcloud集群中创建一个名为test的Pod,镜像使用nginx,Volume名称为cache-volume,将其/data目录挂载到宿主机/data目录下。

4.使用应用编排服务,在容器集群kcloud中部署magento商城服务。

5.在公有云中购买容器安全,对容器集群kcloud进行防护。

任务三、公有云运维开发任务(10分)(本任务只公布考试范围,不公布赛题)

题目4. 公有云自动化运维(10分)

使用公有开发APIs,编写Python脚本调用公有云API完成公有运维和管理。

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