2023年全国职业院校技能大赛（高职组）

“云计算应用”赛项赛卷3

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
		eth1	自定义	自行创建
云服务器 2	compute	eth0	172.129.x.0/24	vlan x
		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

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，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；

2.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；

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。

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     基础环境配置

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

2.hosts文件将IP地址映射为主机名。

1.1.2     yum源配置

使用提供的http服务地址，分别设置controller节点和compute节点的yum源文件http.repo。

1.1.3     配置无秘钥ssh

配置controller节点可以无秘钥访问compute节点。

1.1.4     基础安装

在控制节点和计算节点上分别安装openstack-iaas软件包。

1.1.5     数据库安装与调优

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

1.1.6     Keystone服务安装与使用

在控制节点上安装Keystone服务并创建用户。

1.1.7     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。

1.1.8     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。

1.1.9     Neutron安装

在控制和计算节点上正确安装Neutron服务。

1.1.10   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。

1.1.11   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。

1.1.12   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。

1.1.13   Barbican服务安装与使用

在控制节点安装barbican服务，安装服务完毕后，创建一个密钥。

任务2 私有云服务运维（15分）

1.2.1     Glance镜像上传

在OpenStack私有云平台上，使用cirros-0.3.4-x86_64-disk.img镜像创建一个名为cirros的镜像。

1.2.2     RPM包管理

解决依赖包冲突，安装libguestfs-tools工具。

1.2.3     Raid磁盘阵列管理

在云主机上对云硬盘进行操作，先进行分区，然后创建名为/dev/md5、raid级别为5的磁盘阵列加一个热备盘。

1.2.4     使用Heat模板创建flavor

编写模板server.yaml，按要求创建云主机类型。

1.2.5     虚拟机调整flavor

使用OpenStack私有云平台，请修改相应配置，实现云主机调整实例大小可以使用。

1.2.6     快照管理

在OpenStack私有云平台上，创建云主机VM1并打快照，使用qemu-img相关命令，修改compat版本。

1.2.7     Swift配置Glance后端存储

使用OpenStack私有云平台，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。

1.2.8     Glance镜像存储限制

在OpenStack平台上，请修改Glance后端配置文件，将用户的镜像存储配额限制为20GB。

1.2.9     RabbitMQ集群部署

使用OpenStack私有云平台，创建三个云主机搭建RabbitMQ集群。

1.2.10   云平台安全策略提升

使用OpenStack，安装必要组件，将私有云平台的访问策略从http提升至https。

1.2.11   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     编写Shell脚本备份数据库

编写数据库的定期备份shell脚本。

1.3.2     Ansible部署MariaDB服务

编写Ansible脚本，部署MariaDB服务。

1.3.3     Ansible部署ELK服务

编写Playbook，部署的ELK。

1.3.4     编写OpenStack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mariadb镜像，要求基于centos完成MariaDB服务的安装与配置，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服务的安装与配置，并设置服务开机自启。

2.2.3     容器化部署Pig

编写Dockerfile文件构建pig镜像，要求基于centos完成JDK环境和Pig服务的安装与配置，并设置服务开机自启。

2.2.4     容器化部署Nginx

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

2.2.5     编排部署Pig快发开发平台

编写docker-compose.yaml文件，要求使用镜像mariadb、redis、pig和nginx完成Pig快速开发平台的编排部署。

2.2.6     部署GitLab

新建命名空间devops，使用Deployment将GitLab部署到该命名空间下，并完成GitLab服务的初始化配置。

2.2.7     配置GitLab

在GitLab中创建一个名为drone的GitLab OAuth应用程序，创建一个新项目，并将提供的项目包导入到该项目中。

2.2.8     部署Drone

使用Deployment将Drone服务部署到devops命名空间下，并使用Service暴露服务。

2.2.9     构建CI/CD

编写流水线脚本，触发流水线自动构建，完成流水线的构建，构建成功后访问自动发布的服务。

2.2.10   服务网格：创建VirtualService

将Bookinfo应用部署到default命名空间下，为Bookinfo应用的四个微服务设置默认版本的VirtualService，将所有流量路由到每个微服务的v1版本。

2.2.11   KubeVirt运维：创建VM

使用云端镜像在default命名空间下创建一台VM，名称为exam，指定VM的内存、CPU、运行策略、启动参数等配置。

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Pod服务

Kubernetes Python运维脚本开发-使用SDK方式管理Pod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     node环境管理

使用提供的压缩文件，安装Node.js环境。

3.1.6     安全组管理

根据要求，创建一个安全组。

3.1.7     RocketChat上云

使用http服务器提供文件，将Rocket.Chat应用部署上云。

3.1.8     NAT网关

根据要求创建一个公网NAT网关。

3.1.9     云服务器备份

创建一个云服务器备份存储库名为server_backup，容量为100G。将ChinaSkill-node-1云服务器制作镜像文件chinaskill-image。

3.1.10   负载均衡器

根据要求创建一个负载均衡器chinaskill-elb。

3.1.11   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     安装Helm

使用提供的Helm软件包，在kcloud集群中安装Helm服务。

3.2.5     Secrets管理--Opaque

在master节点/root目录下编写YAML文件secret.yaml，要求执行文件创建密钥。

3.2.6     私有仓库管理

在master节点添加搭建的本地私有chart仓库源，并上传wordpress-13.0.23.tgz包至chartmuseum私有仓库中。可以使用本地仓库chart源部署应用。

任务3 公有云运维开发（10分）

3.3.1     开发环境搭建

创建一台云主机，并登录此云服务器，安装Python3.68运行环境与SDK依赖库。

3.3.2     密钥对管理

编写Python代码，实现密钥对的创建。

3.3.4     云硬盘管理

调用SDK云硬盘管理的方法，实现云主机的的增删查改。

3.3.4     云主机管理

调用SDK云主机管理的方法，实现云主机的的增删查改。

3.3.5     完成公有云平台自动化运维程序开发。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）

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     对接边缘计算系统，完成云应用微服务开发。（本任务只公布考试范围，不公布赛题）