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

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。

根据提供的框架补全云计算脚本并执行, 检查iaas-pre-host.sh执行后相关服务状态是否正确和相关环境变量是否正确。

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-swift-controller.sh 和 iaas-install-swift-compute.sh,填充脚本,在 controller 和 compute 节点上安装 swift 服务并完成配置。

10.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。

11.使用提供的脚本框架 iaas-install-ceilometer.sh,填充脚本,安装Ceilometer监控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OpenStack私有云平台,修改普通用户权限,使普通用户不能对镜像进行创建和删除操作。

2.在提供的OpenStack私有云平台上,在/root目录下编写Heat模板create_user.yaml,创建名为heat-user的用户,属于admin项目,并赋予heat-user用户admin的权限,配置用户密码为123456。

3.使用提供的OpenStack私有云平台,优化KVM的I/O调度算法,将默认的deadline修改为none模式。

4.在提供的OpenStack私有云平台,创建一台云主机,配置该主机为nfs的server端,将该云主机中的/mnt/test目录进行共享(目录不存在可自行创建)。然后配置controller节点为nfs的client端,要求将/mnt/test目录作为glance后端存储的挂载目录。

5.使用提供的OpenStack私有云平台,申请三台云主机,使用提供的http源,在两个节点自行安装redis服务并启动,配置redis的访问需要密码,密码设置为123456。然后将这三个redis节点配置为redis的一主二从三哨兵架构

6.使用提供的OpenStack私有云平台,申请三台云主机,分别命令为node1、node2、node3,使用提供的软件包,在这三个节点上安装数据库服务,数据库密码设置为123456。将这三个节点配置为数据库高可用集群即MariaDB_Galera_Cluster。

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,使用hashmap计费模型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-error8镜像创建云主机,创建后的云主机内有错误的OpenStack平台,错误现象为上传镜像一直处于pending状态,请结合报错信息排查错误,使glance服务可以正常使用。

任务三、私有云运维开发(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8

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,查看命名空间kube-system内所有资源的信息。

任务二、容器云应用部署任务(15分)

题目2. 容器云应用(7分)

云梦公司基于Spring Cloud微服务应用程序框架开发了一套快速开发平台,平台设计灵活可扩展、可移植、可应对高并发需求,并实现了全容器化部署,该平台架构图如下:

2022年全国职业院校技能大赛(高职组) “云计算”赛项赛卷8

主要的技术栈如下表所示:

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试将MySQL组件、Redis组件、Register组件和nginx组件按照要求进行容器化,其它组件Gateway、Auth、Upms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文件制作MySQL镜像,生成镜像名micro-mysql:v1.0,基于centos:7.9.2009基础镜像,要求安装MySQL服务,设置初始密码为123456,并设置服务自启动。
  2. 编写Dockerfile文件制作Redis镜像,生成镜像名micro-redis:v1.0,基于centos:7.9.2009基础镜像,安装Redis服务,关闭保护模式,并设置服务自启动。
  3. 编写Dockerfile文件制作Register镜像,生成镜像名micro-register:v1.0,基于centos:7.9.2009基础镜像,安装JDK环境和Register服务,暴露8848端口,并设置服务自启动。
  4. 编写Dockerfile文件制作UI镜像,生成镜像名micro-nginxl:v1.0,基于centos:7.9.2009基础镜像,安装nginx服务,暴露80端口,并设置服务自启动。
  5. 编写docker-compose.yaml文件,使用上面构建的镜像编排部署该快速开发平台。

题目3. 基于Kubernetes构建CICD8分)

该公司决定采用Kubernetes + GitLab + Drone + Helm + Harbor 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:

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  1. 在master节点完成Helm3工具的安装。

2. 使用Helm工具和chart包,将Drone部署到Kubernetes集群中,以NodePort方式对外暴露服务。

  1. 使用Helm工具和chart包,将GitLab部署到Kubernetes集群中,以NodePort方式对外暴露服务。完成后创建一个公开项目drone-kubernetes-demo。
  2. 编写.drone.yml文件,包含构建镜像、推送镜像、拉取镜像、发布服务等几个步骤。
  3. 将提供的代码推送到GitLab触发构建,完成后访问该应用。

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. 修改集群配置参数,要求集群节点可用内存低于500Mi时,kubelet开始驱逐节点上的Pods。
  2. 在master节点/root目录下编写YAML文件pod.yaml创建Pod,具体要求如下:

(1)Pod名称:nginx;

(2)镜像:nginx:latest;

(3)以Guaranteed QoS类运行;

(4)其requests值等于limits值。

完成后使用该YAML文件创建Pod。

  1. 在master节点/root目录下编写YAML文件nginx-deployment.yaml创建Deployment,具体要求如下:

(1)Deployment名称:nginx-deployment;

(2)镜像:nginx;

(3)副本数:2;

(4)网络:hostNetwork;

(5)容器端口:80。

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hpa.yaml为上一题的Deployment创建Pod水平自动伸缩,具体要求如下:

(1)Pod水平自动伸缩名称:frontend-scaler;

(2)副本数伸缩范围:3–5;

(3)期望每个Pod根据设定的CPU使用率50%动态的伸缩。

完成后使用该YAML文件创建Pod水平自动伸缩。

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

(1)角色名称:exam-reader;

(2)对default命名空间内的Pod拥有get、watch、list、create、delete的权限;

(3)对default命名空间内的Deployment拥有get、list的权限。

完成后使用该YAML文件创建角色。

  1. Kubernetes集群支持Pod优先级抢占,通过抢占式调度策略来实现同一个Node节点内部的Pod对象抢占。在master节点/root目录下编写YAML文件schedule.yaml创建一个抢占式调度策略,具体要求如下:

(1)抢占式调度策略名称:high-scheduling;

(2)优先级为1000000;

(3)不要将该调度策略设置为默认优先调度策略。

完成后使用该YAML文件创建抢占式调度策略。

  1. 在master节点/root目录下编写YAML文件部署MySQL服务,具体要求如下:

(1)Service名称:myqsl;Deployment名称:myqsl;

(2)镜像:mysql:5.7;

(3)数据库用户:root;密码:123456;

(4)挂载一个持久卷mysql-pv,拥有2GB的存储空间,路径为/ mnt/data;

(5)以NodePort方式将3306端口对外暴露为33306.

完成后使用该YAML文件部署MySQL服务。

  1. 在Kubernetes集群中完成Bookinfo示例程序的部署,然后对productpage服务进行链路追踪,具体要求如下:

(1)安装Jaeger服务到集群中;

(2)使用curl工具向productpage服务发送1000个请求以生成追踪信息,每秒请求一次;

完成后通过Jaeger服务追踪最近一次访问productpage的详细信息。

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

(1)VMI名称:exam;

(2)内存为2Gi,CPU为1核;

(3)基于Multus多网络方案为该VMI添加一个额外网络macvlan;

(4)启动参数:echo Abc@1234 | passwd –stdin root。

完成后使用该YAML文件创建VMI。

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

(1)名称:exam-hpa;

(2)将其关联到虚拟实例exam;

(3)VMI的最小副本数为1,最大副本数为3

(4)要求VMI根据设定的CPU使用率70%动态伸缩。

完成后使用该YAML文件创建HorizontalPodAutoscaler对象。

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

(1)策略名称:deny-by-default;

(2)要求VMI仅允许来自同一命名空间内的VMI的HTTP 和 HTTPS 访问请求。

完成后使用该YAML文件创建网络策略。

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。

 

 

 

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“云计算”赛项赛卷8

第三部分、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)

在公有云上部署Owncloud网盘系统,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.在公有云中完成虚拟私有云的创建,创建一个名为intnetX的内部网络,创建子网名称为intnetX-server;创建子网名称为intnetX-sql;

3.登录公有云平台,使用intnetX-server网络创建一台云实例名称:ChinaSkill-node-1;

4.利用提供的软件包源,在ChinaSkill-node-1中部署Owncloud服务。

5.使用intnetX-sql网络创建云数据库MySQL实例chinaskill-mysql,并创建只读数据库chinaskill-read实例。云数据库chinaskill-mysql申请读写分离地址。

6.将Owncloud数据源迁移至云数据库MySQL实例chinaskill-mysql上,并修改ChinaSkill-node-1使用云数据库chinaskill-mysql读写分离节点作为数据源。

7.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。

8.创建一个云存储对象server_data,容量为100G。

9.将server_data挂载到ChinaSkill-node-1中,使得该节点可以共用此存储。

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Owncloud网盘系统,优化其架构,完成以下操作。

1.利用ChinaSkill-node-1云主机创建镜像ChinaSkill-image。

2.创建一个负载均衡器chinaskill-elb,将ChinaSkill-node-1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。

3.使用ChinaSkill-image镜像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,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。

4.配置云审计功能,对访问Owncloud网盘系统的用户身份进行验证,并检测其上传文件内容是否包含关键词。

5.配置数据安全,对Owncloud系统中的数据进行敏感数据识别,删除其包含敏感关键词的内容。

  1. 根据所部署的Owncloud网盘系统,使用混合云架构对其进行优化,下载公有云ChinaSkill-node-1云服务器制作的镜像ChinaSkill-image,并上传至私有云平台中。

7.使用上传至私有云平台中的ChinaSkill-image镜像创建ChinaSkill-node-3云服务器。

8.修改公有云中负载均衡器chinaskill-elb,添加私有云平台中所创建的owncloud系统节点ChinaSkill-node-3。

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-server;

2.在kcloud集群中安装helm命令,使用提供的mychart-0.1.0.tgz模板包,修改模板代码使外部可通过节点地址进行访问。在模板市场中上传我的模板mychart,在kcloud集群中安装名为nginx的模板实例。

3.配置GitLab配置清单文件,使用Helm将Gitlab服务安装到kcloud集群中,创建项目,并配置SSH Key。

4.配置Jenkins配置清单文件,使用Helm将Jenkins服务安装到kcloud集群中,并完成BlueOcean工具的安装。

5.使用BlueOcean方式完成CI/CD工作,新建Jenkinsfile文件,包含clone代码、测试、代码构建、构建Docker镜像、推送镜像和Deploy更新服务 6个阶段。

6.将提供的代码push到GitLab中触发自动构建,实现基于Helm工具自动将构建的服务发布到kcloud集群中。

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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