2022 年全国职业院校技能大赛高职组云计算赛项试卷

云计算赛项第二场-容器云

目录

2022 年全国职业院校技能大赛高职组云计算赛项试卷

【赛程名称】云计算赛项第二场-容器云

【任务 1】容器云平台搭建[5 分]

【任务 2】容器云应用部署： Docker Compose 编排部署[7.0 分]

【任务 3】容器云应用部署： 基于 Kubernetes 构建 CICD[8.0 分]

【任务 4】容器云服务运维： Kubernetes 基于容器的运维[6 分]

【任务 5】容器云服务运维： Kubernetes  基于虚拟机的运维[4.0 分]

【任务 6】容器云运维开发：Kubernetes APIs 运维开发[10 分]

需要竞赛软件包环境可私信博主！

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。

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及时响应。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，希望基于这个平台来实现 DevOps 的部分流

程，来减轻开发、部署、运维的负担。

为了能够让公司开发的 web 应用系统产品能够基于服务器的性能、可靠性、高可用性

与方便维护，研发部决定使用微服务架构，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

【任务 1】容器云平台搭建[5 分]

【适用平台】私有云

【题目 1】平台部署--部署容器云平台[1.5 分]

登录 OpenStack 私有云平台，使用 CentOS7.9 镜像创建两台云主机，使用 kubeeasy 工具 完成 Kubernetes 1.22.1 集群的搭建。然后使用 nginx 镜像在 default 命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、密码和 IP 到答题框。

【题目 2】平台部署--部署 Istio 服务网格[0.5 分]

在 Kubernetes 集群上完成 Istio 服务网格环境的安装， 然后新建命名空间 exam，为该命

名空间开启自动注入 Sidecar。

完成后提交 master 节点的用户名、密码和 IP 到答题框。

【题目 3】平台部署--部署 KubeVirt 虚拟化[1 分]

在 Kubernetes 集群上完成 KubeVirt 虚拟化环境的安装。

完成后提交 master 节点的用户名、密码和 IP 到答题框。

【题目 4】平台部署--部署 Harbor 仓库及 Helm 包管理工具[1 分]

在 master 节点上完成 Harbor 镜像仓库及 Helm 包管理工具的部署。然后使用 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

命名空间下，Release 名称为 web。

完成后提交 master 节点的用户名、密码和 IP 到答题框。

【题目 5】集群管理--备份 ETCD 数据[1 分]

Kubernetes 使用 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、用户名和密码到答题框。

【任务 2】容器云应用部署： Docker Compose 编排部署[7.0 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 的框架有质的提升， 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。

【题目 1】容器化 MariaDB 服务[1 分]

编写Dockerfile 文件构建hyperf-mariadb:v1.0 镜像，具体要求如下：（需要用到的软件包：

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 用户的密码为 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、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 2】容器化 Redis 服务[1 分]

编写 Dockerfile 文件构建 hyperf-redis:v1.0 镜像，具体要求如下：（需要用到的软件包：

Hyperf.tar.gz）

（1）基础镜像：centos:7.9.2009；

（2）安装 Redis 服务；

（3）关闭保护模式；

（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、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 3】容器化 Nginx 服务[0.5 分]

编写 Dockerfile 文件构建 hyperf-nginx:v1.0 镜像， 具体要求如下：（需要用到的软件包：

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、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 4】容器化 Hyperf 服务[1 分]

编写 Dockerfile 文件构建 hyperf-service:v1.0 镜像，具体要求如下：（需要用到的软件包：

Hyperf.tar.gz）

（1）基础镜像：centos:7.9.2009；

（2）安装 PHP 及扩展；

（3）使用源码编译安装 Swoole。

完成后构建镜像，并提交 master 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 5】编排部署 Hyperf 框架[3.5 分]

编写/root/hyperf/project/docker-compose.yaml 文件，具体要求如下：

（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、密码和 IP 地址到答题框。

【任务 3】容器云应用部署： 基于 Kubernetes 构建 CICD[8.0 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， 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 GitLab CI + Kubernetes 的 CICD 环 境部署（构建持续集成所需要的所有软件包在软件包 CICD-Runner.tar.gz 中）。CICD 应用系

统架构如下：

【适用平台】私有云

【题目 1】安装 GitLab 环境[1 分]

在Kubernetes 集群中新建命名空间 gitlab-ci，将 GitLab 部署到该命名空间下，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  用户的密码为 admin@123，将项目包 demo-2048.tar.gz  导入到 GitLab   中并命名为demo-2048。

完成后提交 master 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。（需要用到的软件包路径

CICD-Runner.tar.gz）

【题目 2】部署 GitLab Runner[2 分]

将 GitLab  Runner 部署到 gitlab-ci 命名空间下，Release 名称为 gitlab-runner，为 GitLab Runner 创建持久化构建缓存目录/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、密码和 IP 地址到答题框。（需要用到的软件包路径CICD-Runner.tar.gz）

【题目 3】配置 GitLab[1.5 分]

将 Kubernetes 集群添加到 demo-2048 项目中， 并命名为 kubernetes-agent，项目命名空

间选择 gitlab-ci。

完成后提交 master 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。（需要用到的软件包路径

CICD-Runner.tar.gz）

【题目 4】构建 CICD[3.5 分]

编写流水线脚本.gitlab-ci.yml 触发自动构建， 具体要求如下：

（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 仓库 demo 项目中；

（4）将 demo-2048 应用自动发布到 Kubernetes 集群 gitlab-ci 命名空间下。

完成后提交 master 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。（需要用到的软件包路径

CICD-Runner.tar.gz）

【任务 4】容器云服务运维： Kubernetes 基于容器的运维[6 分]

【适用平台】私有云

【题目 1】Pod 管理--创建 Pod[0.5 分]

在 default 命名空间下使用 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、用户名和密码到答题框。

【题目 2】安全管理--配置 Pod 安全上下文[0.5 分]

使用 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”命令。

完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 3】CRD 管理--创建自定义资源类型[0.5 分]

在 Kubernetes 集群中自定义一种资源类型 Student，API 为 stable.example.com/v1，单数 形式为 student，复数形式为 students，简写为 stu，作用域为命名空间级，然后在 default 命

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、用户名和密码到答题框。

【题目 4】解析管理--添加主机别名到 Pod[0.5 分]

使用 nginx 镜像在 default 命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 的解析。

完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 5】HPA 管理--创建 HPA 规则[1 分]

默认情况下 HPA 是无法调整伸缩灵敏度的，但不同的业务场景对伸缩灵敏度的要求不 一样。要求在 default 命名空间下使用 nginx 镜像创建一个名为 web 的 deployment，自定义 HPA 的伸缩灵敏度， 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 使

用率超过 80%时， Pod 数量变化趋势为： 1  → 10  → 100  → 1000。

完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 6】节点亲和性管理--创建硬限制规则的 Pod[0.5 分]

在 default  命名空间下使用 nginx  镜像运行一个 Pod ，名称为 nginx ，要求使用 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 策略将 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、密码和 IP 到答题框。

【题目 7】网络策略管理--创建 Pod 网络策略[0.5 分]

创建一个网络策略 network-exam，要求只有 internal 命名空间下的 Pod 可以通过 TCP

协议的 8080 端口访问到 mysql 命名空间下的 Pod。

完成后提交 master 节点的 IP、用户名和密码到答题框。

【题目 8】驱逐机制管理--配置节点压力驱逐[0.5 分]

设置kubelet 数据存储在/apps/data/kubelet 目录下，并设置当kubelet 的存储空间不足 5%，

或者当容器运行时文件系统可用存储空间不足 5%时开始驱逐 Pod。

完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 9】流量管理--创建 Ingress Gateway[0.5 分]

使用提供的软件包 ServiceMesh.tar.gz 将 Bookinfo 应用部署到 default 命名空间下， 使用 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，然后将网关绑定到虚

拟服务 bookinfo 上。

完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 10】服务网格--创建基于用户身份的路由[0.5 分]

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、密码和 IP 到答题框。

【题目 11】服务网格--创建请求路由[0.5 分]

在default 命名空间下创建一个名为reviews-route 的虚拟服务，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。此外， 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、用户名和密码到答题框。

【任务 5】容器云服务运维： Kubernetes  基于虚拟机的运维[4.0 分]

【适用平台】私有云

【题目 1】VM 管理--创建 VM[0.5 分]

使用镜像 fedora-virt:v1.0 在 default 命名空间下创建一台 vm，名称为 vm-fedora，内存为

1G。

完成后提交 master 节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 2】存储与卷--创建 emptyDisk 卷[1 分]

使用镜像 fedora-virt:v1.0 在 default 命名空间下创建一台 vmi，名称为 vmi-fedora ，并使

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、用户名和密码到答题框。

【题目 3】KubeVirt 运维--创建 VMI[1.5 分]

将提供的镜像 exam.qcow2 转换为 docker 镜像 exam:v1.0，然后使用镜像 exam:v1.0 镜像 在 default 命名空间下创建一台 vmi，名称为 exam，将虚拟机的 80 端口以 NodePort 的方式

对外暴露为 30082，并使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、用户名和密码到答题框。

【题目 4】KubeVirt 运维--启用快照[1 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、用户名和密码到答题框。

【任务 6】容器云运维开发：Kubernetes APIs 运维开发[10 分]

【适用平台】私有云

【题目 1】Python 运维开发：基于 Kubernetes Restful API 实现 Deployment 创建[2 分]

在提供的 OpenStack 私有云平台上，使用 k8s-python-dev 镜像创建 1 台云主机，云主机 类型使用 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

认账号密码为“root/1DaoYun@2022”。

使用 Kubernetes Restful API 库，在/root  目录下，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， 执行结果控制台输出，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

【题目 2】Python 运维开发：基于 Kubernetes Python SDK 实现 Job 创建[1 分]

在前面已建好的 Kubernetes 开发环境云平台上。使用 Kubernetes python SDK 的

“kubernetes”Python 库， 在/root  目录下， 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， 执行结果控制台输出，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

【题目 3】Python 运维开发： Pod 资源的 Restful APIs HTTP 服务封装[3 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 目录下创建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。

提示说明： Python 标准库 http.server 模块，提供了 HTTP Server 请求封装。

需要实现的 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”文件服务器主目录所有*.yaml 文件到 root  目录下，“手动执

行”所编写 pod_server.py 程序， 提交答案进行检测。