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2023 年全国职业院校技能大赛(高职组) “云计算应用” 评分标准_全国职业技能大赛云计算

全国职业技能大赛云计算

2023 年全国职业院校技能大赛(高职组) “云计算应用” 评分标准


后续我会更不断持续更新,你们的希望就是我的动力,欢迎大家点赞收藏。很高兴和大家一起探讨交流

上午场:私有云、容器云 09:00~12:30

项目需求: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建设,平台聚焦“DevOps 建运一体”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,系统架构如下:系统架构如图 1所示,IP地址规划如表 1所示。
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图 1 系统架构图
表 1 IP 地址规划
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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;

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[0.2 分]

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。

使用提供的用户名密码,登录提供的 OpenStack 私有云平台,在当前租户下,使用 CentOS7.9镜像,创建两台云主机,云主机类型使用 4vCPU/12G/100G_50G类型。当前租户下默认存在一张网卡,自行创建第二张网卡并连接至 controller和 compute 节点(第二张网卡的网段为 10.10.X.0/24,X 为工位号,不需要创建路由)。自行检查安全组策略,以确保网络正常通信与 ssh连接,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;

1.查看控制节点名字为 controller,查看 hosts 文件中有正确的主机名和 IP 映射计 0.1 分
2.控制节点正确使用两块网卡计 0.1 分

1.1.2 Yum 源配置[0.2 分]

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。使用提供的 http 服务地址,在 http 服务下,存在 centos7.9 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。

1.查看/etc/yum.repos.d/http.repo 文件,有正确的 baseurl 路径,计 0.2 分

1.1.3 配置无秘钥 ssh[0.2 分]

配置 controller 节点可以无秘钥访问 compute 节点。
配置 controller节点可以无秘钥访问 compute节点,配置完成后,尝试 ssh连接 compute 节点的 hostname 进行测试。

1.查看控制节点允许计算节点无秘钥登录计 0.2 分

1.1.4 基础安装[0.2 分]

在控制节点和计算节点上分别安装 openstack-iaas 软件包。
在控制节点和计算节点上分别安装 openstack-iaas 软件包,根据表 2 配置两个节点脚本文件中的基本变量(配置脚本文件为/etc/openstack/openrc.sh)。
表 2 云平台配置信息
在这里插入图片描述

1.检查环境变量文件配置正确计 0.2 分

1.1.5 数据库安装与调优[0.5 分]

在控制节点上使用安装 Mariadb、RabbitMQ 等服务。并进行相关操作。
在 controller 节点上使用 iaas-install-mysql.sh 脚本安装 Mariadb、Memcached、RabbitMQ 等服务。安装服务完毕后,修改/etc/my.cnf 文件,完成下列要求:

1.设置数据库支持大小写;
2.设置数据库缓存 innodb 表的索引,数据,插入数据时的缓冲为 4G;
3.设置数据库的 log buffer 为 64MB;
4.设置数据库的 redo log 大小为 256MB;
5.设置数据库的 redo log 文件组为 2。
6.修改 Memcached 的相关配置,将内存占用大小设置为 512MB,调整最大连接数参数为 2048;
7.调整 Memcached 的数据摘要算法(hash)为 md5;

1.检查数据库和 memcached 配置正确计 0.5 分

1.1.6 Keystone 服务安装与使用[0.5 分]

在控制节点上安装 Keystone 服务并创建用户。
在 controller 节点上使用 iaas-install-keystone.sh 脚本安装 Keystone 服务。
然后创建OpenStack域210Demo,其中包含Engineering与Production项目,在域 210Demo 中创建组 Devops,其中需包含以下用户:
1.Robert 用户是 Engineering 项目的用户(member)与管理员(admin),email 地址为:Robert@lab.example.com。
2.George 用户是 Engineering 项目的用户(member),email 地址为:George@lab.example.com。
3.William 用户是 Production 项目的用户(member)与管理员(admin),email 地址为:William@lab.example.com。
4.John 用户是 Production 项目的用户( member ) , email 地址为:John@lab.example.com。

1.检查平台中的 210Demo 域中是否有题目所需的用户与项目,正确计 0.5 分

1.1.7 Glance 安装与使用[0.5 分]

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。
在 controller 节点上使用 iaas-install-glance.sh 脚本安装 glance 服务。然后使用提供的 coreos_production_pxe.vmlinuz 镜像(该镜像为 Ironic Deploy 镜像,是一个 AWS 内核格式的镜像,在 OpenStack Ironic 裸金属服务时需要用到)上传到 OpenStack 平台中,命名为 deploy-vmlinuz。

1.检查 glance 服务安装正确计 0.1 分
2.检查 deploy-vmlinuz 镜像内核格式正确计 0.4 分

1.1.8 Nova 安装与优化[0.5 分]
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。
在 controller 节点和 compute 节点上分别使用 iaas-install-placement.sh 脚本、iaas-install-nova -controller.sh 脚本、iaas-install-nova-compute.sh 脚本安装 Nova 服务。在 OpenStack 中,修改相关配置文件,修改调度器规则采用缓存调度器,缓存主机信息,提升调度时间。

1.检查 nova 服务调度器配置正确计 0.5 分

1.1.9 Neutron 安装[0.2 分]

在控制和计算节点上正确安装 Neutron 服务。
使用提供的脚本 iaas-install-neutron-controller.sh 和 iaas-install-neutroncompute.sh,在 controller 和compute 节点上安装 neutron 服务。

1.检查 neutron 服务安装正确计 0.1 分
2.检查 neutron 服务的 linuxbridge 网桥服务启动正确计 0.1 分

1.1.10 Dashboard 安装[0.5 分]

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。
在controller节点上使用iaas-install-dashboad.sh脚本安装Dashboard服务。
安装完成后,修改相关配置文件,完成下列两个操作:

1.使得登录 Dashboard 平台的时候不需要输入域名;
2.将 Dashboard 中的 Django 数据修改为存储在文件中。

1.检查 Dashboard 服务中 Djingo 数据修改为存储在文件中配置正确计 0.2 分
2.检查 Dashboard 服务中登陆平台不输入域名配置正确计 0.3 分

1.1.11 Swift 安装[0.5 分]

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。
在控制节点和计算节点上分别使用 iaas-install-swift-controller.sh 和 iaasinstall-swift-compute.sh 脚本安装Swift 服务。安装完成后,使用命令创建一个名叫 examcontainer 的 容 器 , 将 cirros-0.3.4-x86_64-disk.img 镜像上传到examcontainer 容器中,并设置分段存放,每一段大小为 10M。

1.检查 swift 服务安装正确计 0.3 分
2.分段上传 cirros 镜像正确计 0.2 分

1.1.12 Cinder 创建硬盘[0.5 分]

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。
在控制节点和计算节点分别使用 iaas-install-cinder-controller.sh、iaas-install-cinder-compute.sh 脚本安装Cinder 服务,请在计算节点,对块存储进行扩容操作,即在计算节点再分出一个 5G 的分区,加入到 cinder 块存储的后端存储中去。

1.检查 cinder 后端存储扩容成功计 0.5 分

1.1.13 配置主机禁 ping [0.5 分]

修改 controller 节点的相关配置文件,配置 controller 节点禁止其他节点可以ping 它。

1.检查系统配置文件正确计 0.5 分

任务 2 私有云服务运维[15 分]

任务 2 私有云服务运维(15 分)

1.2.1 Heat 编排-创建用户[1 分]

编写 Heat 模板 create_user.yaml,创建名为 heat-user 的用户。
使 用 自 己 搭 建 的 OpenStack 私 有 云 平 台 , 使 用 heat 编写摸板(heat_template_version: 2016-04-08)创建名为”chinaskills”的 domain,在此 domain下创建名为 beijing_group 的租户,在此租户下创建名为 cloud 的用户,将此文件命名及保存在/root/user_create.yml。(竞赛系统会执行 yaml 文件,请确保执行的环境)

1.执行 heat 模板成功创建出域和租户以及用户正确计 1 分

1.2.2 KVM 优化[1 分]
在 OpenStack 平台上修改相关配置文件,启用-device virtio-net-pci in kvm。在自行搭建的 OpenStack 私有云平台或赛项提供的 all-in-one 平台上,修改相关配置文件,启用-device virtio-net-pci in kvm。

1.检查 nova 服务 KVM 配置正确计 1 分

1.2.3 NFS 对接 Glance 后端存储[1 分]
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。
使用赛项提供的 OpenStack 私有云平台,创建一台云主机(镜像使用CentOS7.9,flavor 使用带临时磁盘 50G 的),配置该主机为 nfs 的 server 端,将该云主机中的 50G 磁盘通过/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。

1.检查挂载共享目录正确计 0.5 分
2.检查共享目录用户合组正确计 0.5 分

1.2.4 Redis 主从[1 分]

使用赛项提供的 OpenStack 私有云平台,创建两台云主机,配置为 redis 的主从架构。
使用赛项提供的 OpenStack 私有云平台,申请两台 CentOS7.9 系统的云主机,使用提供的 http 源,在两个节点安装 redis 服务并启动,配置 redis 的访问需要密码,密码设置为 123456。然后将这两个 redis 节点配置为 redis 的主从架构。

1.检查 redis 主从集群部署正确计 1 分

1.2.6 Glance 调优[1 分]

在 OpenStack 平台中,修改相关配置文件,将子进程数量相应的配置修改成2。
在 OpenStack 平台中,glance-api 处理请求的子进程数量默认是 0,只有一个主进程,请修改相关配置文件,将子进程数量相应的配置修改成 2,这样的话有一个主进程加 2 个子进程来并发处理请求。

1.检查 glance 服务进程配置正确计 1 分

1.2.7 Ceph 部署[1 分]

使用提供的 ceph.tar.gz 软件包,安装 ceph 服务并完成初始化操作。
使用提供的 ceph-14.2.22.tar.gz 软件包,在 OpenStack 平台上创建三台CentOS7.9 系统的云主机,使用这三个节点安装 ceph 服务并完成初始化操作,第一个节点为 mon/osd 节点,第二、三个节点为 osd 节点,部署完 ceph 后,创建 vms、images、volumes 三个 pool。

1.检查 ceph 集群状态为 OK 正确计 0.5 分
2.检查 ceph 集群的 osd 正确计 0.5 分

1.2.8 Glance 对接 Ceph 存储[1 分]

修改 OpenStack 平台中 Glance 服务的配置文件,将 Glance 后端存储改为Ceph 存储。
在自己搭建的 OpenStack 平台中修改 glance 服务的相关配置文件,将glance 后端存储改为 ceph 存储。也就是所以的镜像会上传至 ceph 的 images pool中。通过命令使用 cirros-0.3.4-x86_64-disk.img 镜像文件上传至云平台中,镜像命名为 cirros。

1.检查 glance 服务存储配置正确计 1 分

1.2.9 Cinder 对接 Ceph 存储[1 分]
修改 OpenStack 平台中 cinder服务的配置文件,将 cinder后端存储改为 Ceph存储。
修改 OpenStack 平台中 cinder 服务的相关配置文件,将 cinder 后端存储改为 ceph 存储。使创建的 cinder 块存储卷在 ceph 的 volumes pool 中。配置完成后,在 OpenStack 平台中使用创建卷 cinder-volume1,大小为1G。

1.检查 cinder 服务存储配置正确计 1 分

1.2.10 Nova 对接 Ceph 存储[1 分]

修改 OpenStack 平台中 Nova 服务的配置文件,将 Nova 后端存储改为 Ceph存储。
修改 OpenStack 平台中 nova 服务的相关配置文件,将 nova 后端存储改为ceph 存储。使 nova 所创建的虚拟机都存储在 ceph 的 vms pool 中。配置完成后在 OpenStack 平台中使用命令创建云主机 server1。

1.检查 nova 服务存储配置正确计 0.5 分
2.检查云主机在 vms pool 中正确计 0.5 分

1.2.11 私有云平台优化:系统网络优化[1 分]

使用自行创建的 OpenStack 云计算平台,配置控制节点的网络缓存,使得每个 UDP 连接(发送、接受)保证能有最小 358 KiB 最大 460 KiB 的 buffer,重启后仍然生效。

1.检查网络缓存的系统配置正确计 1 分

1.2.12 私有云平台排错:Neutron 网络组件排错[2 分]

使用赛项提供的 chinaskill-error01 镜像创建一台云主机(云主机的登录用户名为 root,密码为 Abc@1234),该云主机中存在错误的网络服务,错误现象为 dashboard 不能查看网络相关的页面,请修复 neutron 服务。

1.检查数据库中网络服务不存在冲突计 2 分

1.2.13 私有云平台排错:Cinder 卷组件报错[2 分]

使用赛项提供的 chinaskill-error01 镜像创建一台云主机(云主机的登录用户名为 root,密码为 Abc@1234),该云主机中存在错误的卷服务,错误现象为无法正常使用 cinder 命令,请修复卷服务,然后使用命令创建名为 chinaskill-cinder 的卷,大小为 2G。

1.检查卷组件命令可以正常使用计 2 分

任务 3 私有云运维开发[10 分]

1.3.1 编写 Shell 一键部署脚本[1.0 分]

编写一键部署 nfs 云网盘应用系统。
在 OpenStack 私有云平台,创建一台云主机,使用提供的软件包,在 root目录下编写一键部署脚本 install_owncloud.sh,要求可以一键部署 owncloud 云网盘应用系统。

1.检查 owncloud 服务正常启动计 1 分

1.3.2 Ansible 服务部署:部署 ELK 集群服务[2 分]
编写 Playbook,部署的 ELK。
使用赛项提供的 OpenStack 私有云平台,创建三台 CentOS7.9 系统的云主机分别命名为 elk-1、elk-2 和 elk-3,Ansible 主机可以使用上一题的环境。要求Ansible 节点编写剧本,执行 Ansible 剧本可以在这三个节点部署 ELK 集群服务(在/root 目录下创建 install_elk 目录作为 ansible 工作目录,部署的入口文件命名为install_elk.yaml)。具体要求为三个节点均安装 Elasticserach 服务并配置为Elasticserach 集群;kibana 安装在第一个节点;Logstash 安装在第二个节点。

1.执行 yaml 文件正确计 0.5 分
2.检查 ELK 服务部署正确计 1.5 分

1.3.3 Ansible 部署 Kafka 服务[2.0 分]
编写 Playbook,部署的 ZooKeeper 和 Kafka。
使用提供的 OpenStack 私有云平台,创建 4 台系统为 centos7.5 的云主机,其中一台作为 Ansible 的母机并命名为 ansible,另外三台云主机命名为 node1、node2、node3,通过附件中的/ansible/ansible.tar.gz 软件包在 ansible 节点安装Ansible 服务;使用这一台母机,编写 Ansible 脚本(在/root 目录下创建 example目录作为Ansible 工作目录,部署的入口文件命名为 cscc_install.yaml),编写Ansible 脚本使用 roles 的方式对其他三台云主机进行安装 kafka 集群的操作(zookeeper 和 kafka 的安装压缩包在 gpmall-single.tar.gz 压缩包中,将zookeeper 和 kafka 的压缩包解压到 node 节点的/opt 目录下进行安装)。

1.执行 yaml 文件正确计 0.5 分
2.检查 Kafka 和 Zookeeper 服务部署正确计 1.5 分

1.3.4 OpenStack 资源管理的客户端程序开发 [2 分]

使用已建好的 OpenStack Python 运维开发环境,在 root 目录下创建resource_manager.py 脚本,基于 OpenStack 资源配额管理服务封装客户端工具,resource_manager.py 程序支持命令行带参数执行,命令参数要求说明如下:
(1)位置参数“command”,表示操作类型。操作类型包括“list”:标识查看所有的对象;“get”:查询指定的对象。
(2)位置参数“resource”,表示资源信息类型:类型包括 “provider”:资源提供者;“inventory”:资源库存;“usage”:资源使用情况。
(3)参数“-p 或-- provider”,标识资源提供者的名称。

功能要求如下:

(1)程序查询所有资源提供者,以 json 格式控制台输出。
执行实例如下: python3 resource_manager.py list provider

(2)查询指定资源提供者的资源信息,以 json 格式控制台输出。
执行实例如下: python3 resource_manager.py get provider -p “providername”

(3)查询指定资源提供者的资源库存信息,以 json 格式控制台输出。
执行实例如下: python3 resource_manager.py get inventory -p “providername”

(4)查询指定资源提供者的资源使用信息,以 json 格式控制台输出。
执行实例如下: python3 resource_manager.py get usage -p “providername”

  1. 实现查询所有资源提供者的功能开发,计 0.5 分;
  2. 实现查询指定资源提供者的资源信息的功能开发,计 0.5 分;
  3. 实现查询指定资源提供者的资源库存信息的功能开发,计 0.5 分;
  4. 实现查询指定资源提供者的资源使用信息的功能开发,计 0.5 分。

1.3.5 OpenStack 数据库操作开发[3 分]
使用已建好的 OpenStack Python 运维开发环境,在/root 目录下创建mysql_db_manager.py 脚本,基于 python 的 sqlalchemy 库进行数据库的管理,实现对 OpenStack 内指定服务的 MariaDB 数据库管理功能,实现该数据库下表创建、删除、数据插入、更新等操作(为确保检测成功,OpenStack MariaDB 数据库的账户 root、密码 000000 不要修改):
该表(table)用于描述 OpenStack 成员信息,表结构如下:

表名称"member",该表有 4 个字段:

id INTEGER 主键,自动递增;
name VARCHAR(256);
level INTEGER;
place varchar(256);

(1)mysql_db_manager 内部实现 DM_Manager 类,类初始化方法 def init(self, db_name),参数 db_name 是 OpenStack 内部指定的某一服务数据库名称。
(2)DM_Manager 类实现 create_table(self)方法。实现创建表功能,表指member 表。
(3)DM_Manager 类实现 insert_table_data(self,**kwargs)方法。实现表中表数据插入功能,参数 kwargs 参数为要插入数据记录信息,key 与表字段名称一致。
(4)DM_Manager 类实现 update_table_data(self,**kwargs)方法。实现表中数据记录更新功能,参数 kwargs 参数为要更新数据记录信息,key 与表字段名称一致。
(5)DM_Manager 类实现 run_table_raw_sql(self, raw_sql:str): 方法,无参数。实现表中直接执行 sql 语句功能,raw_sql 参数为 sql 语句。
(6)DM_Manager 类实现 delete_table(self)方法。实现删除表功能,表指member 表。

  1. 完成 OpenStack 内部指定数据库链接功能,计 0.5 分;
  2. 实现 OpenStack 指定数据库中创建表功能,计 0.5 分;
  3. 实现指定数据库表插入数据记录功能,计 0.5 分;
  4. 实现指定数据库表数据更新功能,计 0.5 分。
  5. 实现通过 sql 直接操作执行数据库功能,计 0.5 分。
  6. 实现删除指定数据库表功能,计 0.5 分。

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[5 分]

使 用 OpenStack 私 有 云 平 台 创 建 两 台 云 主 机 , 云 主 机 类 型 使 用4vCPU/12G/100G 类型,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。

1.Kubernetes 集群部署成功得 5 分;

任务 2 容器云服务运维[15 分]

2.2.1 容器化部署 MariaDB [0.5 分]

编写 Dockerfile 文件构建 mysql 镜像,要求基于 centos 完成 MariaDB 数据库的安装和配置,并设置服务开机自启。
编写 Dockerfile 构建镜像 erp-mysql:v1.0,要求使用 centos7.9.2009 镜像作为基础镜像,完成 MariaDB 数据库的安装,设置 root 用户的密码为 tshoperp,新建数据库 jsh_erp 并导入数据库文件 jsh_erp.sql,并设置 MariaDB 数据库开机自启。

1.镜像构建成功得 0.1 分;
2.数据库安装且导入数据成功得 0.4 分。

2.2.2 容器化部署 Redis [0.5 分]

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。
编写 Dockerfile构建镜像 erp-redis:v1.0,要求使用 centos7.9.2009镜像作为基础镜像,完成 Redis 服务的安装,修改其配置文件关闭保护模式,并设置 Redis服务开机自启。

1.镜像构建成功的 0.1 分;
2.Redis 服务安装成功且配置正确得 0.4 分。

2.2.3 容器化部署 Nginx [0.5 分]

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。
编写 Dockerfile 构建镜像 erp-nginx:v1.0,要求使用 centos7.9.2009 镜像作为基础镜像,完成 Nginx 服务的安装,使用提供的 app.tar.gz 和 nginx.conf 启动Nginx 服务,并设置开机自启。

1.镜像构建成功得 0.3 分;
2.Nginx 安装成功且配置正确得 0.2 分。

2.2.4 容器化部署 ERP[0.5 分]

编写 Dockerfile 文件构建 erp 镜像,要求基于 centos 完成 JDK 环境和 ERP 服务的安装与配置,并设置服务开机自启。
编写 Dockerfile 构建镜像 erp-server:v1.0,要求使用 centos7.9.2009 镜像作为基础镜像,完成 JDK 环境的安装,启动提供的 jar 包,并设置服务开机自启。

1.镜像构建成功得 0.3 分;
2.erp 环境安装正确得 0.2 分。

2.2.5 编排部署 ERP管理系统[1 分]

编写 docker-compose.yaml 文件,要求使用镜像 mysql、redis、nginx和 erp完成 ERP 管理系统的编排部署。
编写 docker-compose.yaml完成 ERP管理系统的部署,要求定义 mysql、redis、nginx 和 erp 共四个 Service,分别使用镜像 erp-redis:v1.0、erp-mysql:v1.0、erpnginx:v1.0 和 erp-server:v1.0,并将 nginx 服务的 80 端口映射到宿主机的 8888 端口。

1.8888 端口可以访问到 ERP 系统得 1 分

2.2.6 部署 GitLab [1 分]

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。
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。

1.GitLab 部署正确且能正常访问得 0.5 分;
2.项目导入成功得 0.5 分。

2.2.7 部署 GitLab Runner [1 分]

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。
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。

1.GitLab Runner 部署成功得 0.2 分;
2.GitLab Runner 注册成功得 0.3 分;
3.GitLab Runner 持久化配置成功得 0.5 分。

2.2.9 构建 CI/CD [2 分]

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。
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。

1.项目编译成功得 0.5 分;
2.镜像构建成功得 0.5 分;
3.服务发布成功得 0.5 分;
4.服务能正常访问得 0.5 分。

2.2.10 服务网格:创建 VirtualService [1 分]

将 Bookinfo 应用部署到 default 命名空间下,为 Bookinfo 应用创建一个名为reviews 的 VirtualService,要求来自名为 Jason 的用户的所有流量将被路由到reviews 服务的 v2 版本。

1.流量正确走向 Jason 用户得 1 分。

2.2.11 KubeVirt 运维:创建 VMI [1 分]

使用提供的镜像在 default 命名空间下创建一台 VMI,名称为 exam,指定VMI 的内存、CPU、网卡和磁盘等配置,并开启 Sidecar 注入。
将提供的镜像 cirros-0.5.2-x86_64-disk.img 转换为 docker 镜像 cirros:v1.0,然后使用镜像 cirros:v1.0 镜像在 default 命名空间下创建一台 vmi,名称为 vmi-cirros,内存为 1024M。

1.注入成功得 0.5 分。
2.vmi 创建成功并且可正常访问的 0.5 分。

2.2.12 容器云平台优化:使用审计日志[2 分]

启用审计日志可以帮助集群管理员快速的定位问题。请启用 Kubernetes 集群的审计日志,要求以 JSON 格式保存审计日志并输出到/etc/kubernetes/auditlogs/audit.log 文件中,日志最多保留 10 天,单个日志文件不超过 500M。然后编写审计策略文件/etc/kubernetes/audit-policy/policy.yaml,要求在日志中用RequestResponse 级别记录 Pod 变化,并记录 kube-system 中 ConfigMap 变更的请求消息体。

1.审计日志开启成功得 1 分。
2.日志成功输出得 1 分。

2.2.13 容器云平台排错:容器引擎报错[1.5 分]

使用赛项提供的 chinaskill-k8s-error01 镜像创建一台云主机(云主机的登录用户名为 root,密码为Abc@1234),该云主机中存在错误的容器服务,错误现象为无法正常使用 crictl ps -l 命令,请修复容器服务。

1.containerd 服务正常启动得 1.5 分。

2.2.14 容器云平台排错:DNS 服务报错[1.5 分]

使用赛项提供的 chinaskill-k8s-error01 镜像创建一台云主机(云主机的登录用户名为 root,密码为 Abc@1234),该云主机中存在错误的 DNS 服务,错误现象为 coredns 一直处于 CrashLoopBackOff 状态,请修复 CoreDNS 服务,并将并发上限更改为 5000。

1.CoreDNS 服务为 Running 得 1 分。
2.并发上限配置正确得 0.5 分。

任务 3 容器云运维开发[10 分]

2.3.1 管理 service 资源[2 分]

Kubernetes Python 运维脚本开发,使用 Restful APIs 方式管理 service 服务。使用已经部署完成的 Kubernetes 两节点云平台,在 Master 节点安装 Python

3.7.3 的运行环境与依赖库。

使用 python request 库和 Kubernetes Restful APIs,在/root 目录下,创建api_manager_service.py 文件,要求编写 python 代码,代码实现以下任务:
(1)首先查询查询服务 service,如果 service 名称“nginx-svc”已经存在,先删除。
(2)如果不存在“nginx-svc”,则使用 service.yaml 文件创建服务。
(3)创建完成后,查询该服务的信息,查询的 body 部分以 json 格式的文件输出到当前目录下的service_api_dev.json 文件中。
(4)然后使用 service_update.yaml 更新服务端口。
(5)完成更新后,查询该服务的信息,信息通过控制台输出,并通过 json格式追加到 service_api_dev.json 文件后。

1.执行 api_manager_service.py 文件,成功创建 Service 资源得 1 分
2.查询 Service 资源,配置正确得 1 分。

2.3.2 管理 Pod 服务[3 分]

Kubernetes Python 运维脚本开发-使用 SDK 方式,通过 Deployment 管理 Pod服务。
使用已经部署完成的 Kubernetes 两节点云平台,在 Master 节点安装 Python 3.7.3 的运行环境与依赖库。
使用 Kubernetes python SDK 的“kubernetes”Python 库,在/root 目录下,创建sdk_manager_deployment.py 文件,要求编写 python 代码,代码实现以下任务:

(1)首先使用 nginx-deployment.yaml 文件创建 deployment 资源。
(2)创建完成后,查询该服务的信息,查询的 body 部分通过控制台输出,并以 json 格式的文件输出到当前目录下的 deployment_sdk_dev.json 文件中。

1.执行 sdk_manager_deployment.py 脚本,成功创建 deployment 资源计 1.5 分
2.检查创建的 deployment 资源,配置信息无误计 1.5 分

2.3.3 Kubernetes CRD 自定义资源的管理封装[3 分]

Kubernetes 容器云平台通过 CRD 机制进行自定义 APIs 资源拓展,将chinaskill-cloud-*.yaml 共 5 个文件复制到 root 目录下。参考 chinaskill-cloud11.yaml 文件,编写 CRD 文件“chinaskill-cloud-crd.yaml”,放在 root 目录下。
说明:Competition CRD 命名要求如下:

Kind 为 Competition
Plural 为 competitions
singular 为 competition
shortNames 为 cpt
session 含义是赛程
content 含义为竞赛内容。

使用已建好的 Kubernetes Python 运维开发环境,在/root 目录下创建 crd_manager.py 脚本。crd_manager.py 编写基于 Kubernetes SDK 实现 Competition CRD 的创建、删除与事件变化监听。

crd_manager.py 内部实现 3 个方法:

(1)实现方法 create_crd(),实现对 Competition CRD 的创建。
(2)实现方法 delete_crd(),实现对 Competition CRD 的删除。
(3)实现方法 watch_crd_object(),实现对 CRD 资源的变化事件监听,将监听到 Competition CRD 被删除,将 event 信息输出到控制台,并停止监听。

  1. 基于 Kubernetes Python SDK,实现 CRD 自定义资源创建功能,计 1 分;
  2. 基于 Kubernetes Python SDK,实现 CRD 自定义资源删除功能,计 1 分;
  3. 基于 Kubernetes Python SDK,实现 CRD 自定义资源 watch 与 event 监听功能,遍历CRD 删除 event 并输出,计 1 分;
2.3.4 Kubernetes CRD 的自定义对象管理封装[2 分]

基于前一题目的 Competition CRD,使用已建好的 Kubernetes Python 运维开发环境,在/root 目录下创建 crd_object_manager.py 脚本。
crd_object_manager.py 编写基于 Kubernetes SDK 实现 Competition CRD 的自定义对象的创建、删除与事件变化监听。
crd_manager.py 内部实现 3 个方法:

(1)实现方法 create_crd_object(ymlfile:str),实现 CRD 的自定义对象的创建,yamlfile 为 CRD 的自定义对象 yaml 文件。
(2)实现方法 delete_crd_object(crd_object_name:str),实现创建 CRD 功能,crd_object_name 为 CRD 的自定义对象名称。
(3)实现方法 watch_crd_object(crd_object_name:str),实现 CRD 的自定义对象变化事件监听,当监听到 CRD 的自定义对象的名称为 crd_object_name 被删除时,将 event 信息输出到控制台,并停止监听。

  1. 基于 Kubernetes Python SDK,实现 CRD 的自定义对象创建功能,计 0.5 分;
  2. 基于 Kubernetes Python SDK,实现 CRD 的自定义对象删除功能,计 0.5 分;
  3. 基于 Kubernetes Python SDK,实现 CRD 的自定义对象 watch 与 event 监听功能,遍历 CRD 的自定义对象删除 event 并输出,计 1 分;

下午场:公有云 13:30~16:00

模块三 公有云

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[0.3 分]

在公有云中完成虚拟私有云的创建。

具体要求如下:

(1)在上海一区域进行创建操作;
(2)创建一个名为 intnetX 的内部网络:IP 地址为 172.16.0.0/16;
(3)创建子网名称为 intnetX-server:IP 地址为 172.16.1.0/24;
(4)创建子网名称为 intnetX-mysql:IP 地址为 172.16.2.0/24;

1.查看 vpc 名字为 intnetX 正确计 0.1 分
2.查看子网名为 intnetX-server 和子网网段正确计 0.1 分
3.查看子网名为 intnetX-mysql 和子网网段正确计 0.1 分

3.1.2 云实例管理[0.5 分]
登录华为云平台,创建两台云实例。

具体要求如下:

(1)计费模式:按需计费;
(2)地域:上海一;
(3)CPU 架构:x86 计算;
(4)规格:c7.xlarge.2;
(5)镜像:CentOS 7.5 64 位;
(6)系统盘:高 IO 50G 硬盘;
(7)公网带宽:按带宽计费,5Mbps;
(8)实例名称:ChinaSkill-node-1、ChinaSkill-node-2;
(9)登录方式:使用密码登录,密码自定义。

1.查看云实例使用的类型是否正确计 0.2 分
2.查看云实例使用的云硬盘是否正确计 0.3 分

3.1.3 数据库管理[0.2 分]

使用 intnetX-mysql 网络创建三台云服务器 chinaskill-sql-1、chinaskill-sql-2和 chinaskill-sql-3(系统使用CentOS7.9),使用提供的压缩文件 mongodbrepo.tar.gz 中的软件包源,在这三台云服务器上部署MongoDB 数据库服务。

1.查看数据库安装正确计 0.2 分

3.1.4 主从数据库[0.5 分]

在 chinaskill-sql-1 、 chinaskill-sql-2 和 chinaskill-sql-3 云 服 务 器 中 配 置MongoDB 一主二从数据库+副本集操作,chinaskill-sql-1 节点为主节点,其余节点为从节点,配置 MongoDB 集群名称为 cloud。

1.查看 mongo 数据库 rs 集群状态正确计 0.5 分

3.1.5 node 环境管理[0.5 分]

使用提供的压缩文件,安装 Node.js 环境。
使用提供的压缩文件 rocketchat-cloud.tar.gz中软件包源,在 ChinaSkill-node1 部署 nodejs,根据所提供的rocket.chat 所需要求安装 nodejs 对应版本。

1.查看 node 版本为 v12.16.1 正确计 0.5 分

3.1.6 安全组管理[0.5 分]
根据要求,创建一个安全组。

具体要求如下:

(1)名称:intnetX-security;
(2)允许策略:只放行源地址为 172.16.1.0/24 访问 27017 端口;
(3)允许策略:只放行源地址为 172.16.1.0/24 使用 ping 命令访问;
(4)关联实例:将 intnetX-security 安全组关联至所创建的数据库中;

1.查看安全组是否被创建计 0.1 分
2.查看安全组 tcp 策略是否按要求创建计 0.2 分
3.查看安全组 icmp 策略是否按要求创建计 0.2 分

3.1.7 RocketChat 上云[0.5 分]

使用 http 服务器提供文件,将 Rocket.Chat 应用部署上云。
使用 http 服务器提供的压缩文件 rocketchat-cloud.tar.gz 中的 RocketChat 软件包,在 ChinaSkill-node-1中部署 RocketChat的 Web服务。使用 chinaskill-sql-1的MongoDB 为后端数据库,设置 RocketChat 服务访问端口为 3000。

1.查看 RocketChat 服务正常计 0.2 分
2.查看前端页面是否正常返回计 0.3 分

3.1.8 NAT 网关[0.5 分]

根据要求创建一个公网 NAT 网关。

具体配置如下:

(1)名称为:kcloud-nat;
(2)虚拟私有云:intnetX;
(3)子网:intnetX-server;
(4)规则:内部子网地址访问外网;
(5)设置Chinaskill-node-1云服务器3000端口转换为外部3000服务端口。

1.查看虚拟私有云中是否存在访问外网 NAT 策略计 0.5 分

3.1.9 云备份[0.5 分]

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。

1.查看云服务器备份是否正确计 0.5 分

3.1.10 负载均衡器[0.5 分]

根据要求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 3000。配置监听器,监听 3000端口。对浮动公共
IP 进行 Web 访问测试。

1.查看负载均衡器参数是否正确计 0.5 分

3.1.11 弹性伸缩管理[0.5 分]

根据要求新建一个弹性伸缩启动配置。

具体要求如下:

(1)启动配置名称:template-exam;
(2)计费模式:按量计费;
(3)地域:上海一;
(4)镜像:chinaskill-image;
(5)登录方式:使用密码登录,密码自定义。创建一个伸缩组,

具体要求如下:
(1)名称:as-exam;
(2)最小伸缩数:1;起始实例数:1;最大伸缩数:5;
(3)启动配置:template-exam;
(4)使用负载均衡:chinaskill-elb;
(5)移出策略:移出最旧的实例。
为伸缩组 as-exam 新建告警触发策略,具体要求如下:

(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。

1.查看弹性伸缩参数是否正确计 0.5 分

任务 2 公有云服务运维[10 分]

3.2.1 云容器引擎[1 分]

在公有云上,按照要求创建一个 x86 架构的容器云集群。
具体要求如下:
(1)集群名称:kcloud;
(2)集群版本:v1.25;
(3)地域:上海一;
(4)集群管理规模:50 节点;
(5)节点使用子网:intnetX-server;
(6)节点预留容器 IP 上限:64;
(7)容器网段:10.10.0.0/16。
创建一个集群节点,节点配置信息要求如下:
(1)节点名称:kcloud-server;
(2)节点规格:c6s.xlarge.2
(3)节点:EulerOS 2.9
(4)使用 docker 容器引擎

1.查看云容器是否被正确创建 cce.0.kcloud.v1.25.10.10.0.0/16 计 1 分

3.2.2 云容器管理[1 分]

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

1.查看 dashboard 首页,有 Kubernetes Dashboard 返回计 1 分

3.2.3 使用 kubectl 操作集群[2 分]

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

1.使用 kubectl 命令查询集群是否正确计 2 分

3.2.4 安装 helm[2 分]

在 k8s集群中创建 chartmuseum命名空间,编写 yaml文件部署 ChartMuseum服务。
使用提供的 helm 软件包(软件包为 helm-v3.3.0-linux-amd64.tar.gz 在 http 服务下),在 kcloud 集群中安装 helm 服务。

1.查看 helm 是否被正确安装,查看 helm 版本是否为 v3.3.0 计 2 分

3.2.5 chartmuseum 仓库部署[2 分]

在 k8s集群中创建 chartmuseum命名空间,编写 yaml文件部署 ChartMuseum服务。
在 k8s集群中创建 chartmuseum命名空间,编写 yaml文件在 chartmuseum命名空间中使用 chartmuseum:latest 镜像创建本地私有 chart 仓库,设置其仓库存储目录为宿主机的/data/charts 目录。编写 service.yaml 文件,为 chart 私有仓库创建Service 访问策略,定义其为 ClusterIP 访问模式。编写完成后启动 chartmuseum服务。

1.检测 chartmuseum 服务反馈是否正确计 2 分

3.2.6 WordPress 应用部署[2 分]

根据提供的 chart 包 wordpress.tgz 部署 WordPress 服务。
根据提供的 chart 包 wordpress-13.0.23.tgz 部署 wordpress 服务,根据 chart 包中内容创建 wordpress 所需要的 pv,并修改其访问模式为 NodePort。使用修改后的 chart 包创建 wordpress 服务。

1.查看 wordpress 前端页面是否正确计 2 分

任务 3 公有云运维开发[10 分]

3.3.1 开发环境搭建[1 分]

创建一台云主机,并登录此云服务器,基于云服务器 Python3.6.8 运行环境,安装 SDK 依赖库。
通过华为云控制台,选择北京四区域,创建一台 x86 架构,“按需计费”的2 核,4G,系统盘 50G 的云实例,实例名为 chinaskill,选择镜像为 CentOS 7.9 64bit(40GB),分配独立的公网 IP,带宽选择按使用流量计费 5M。登录此云服务器,在云服务器 Python3.6.8 环境上,安装华为云最新版本 SDK 的依赖库,包括弹性云服务、虚拟私有云、镜像服务、容器云引擎、云数据库的 python库。

1.检查云主机开发环境,正确计 1 分

3.3.2 密钥对管理[2 分]

编写 Python 代码,实现密钥对的创建。
在云服务器的/root/huawei/目录下编写 create_keypair.py 文件,使用 SDK 编写 Python 代码,创建华为云的秘钥对,具体要求为:

(1)秘钥对名称:chinaskills_keypair;
(2)如果秘钥对已经存在,代码中需要先删除;
(3)输出此秘钥对详细信息。

1.执行 Python 文件,成功创建出 keypair 并输出详细信息得 2 分。

3.3.3 云硬盘管理[2 分]

调用 SDK 云硬盘管理的方法,实现云主机的的增删查改。
在/root/huawei 目录下编写 create_block_store.py 文件,使用 SDK 编写Python 代码,调用创建华为云的云硬盘,具体要求如下:

(1)云硬盘可用区域:cn-north-4a
(2)云硬盘名称:chinaskills_volume
(3)云硬盘规格和大小:超高 IO,100G
(4)设置云硬盘共享
(5)设置云硬盘加密,加密秘钥为默认的 KMS 密钥
(6)如果云硬盘已经存在,代码中需要先删除
(7)输出此云硬盘的详细信息(状态要求为 available)

1.执行 Python 文件,成功创建出云硬盘并输出详细信息得 2 分。

3.3.4 云主机管理[3 分]

调用 SDK 云主机管理的方法,实现云主机的的增删查改。
使用已建好的运维开发环境,在/root/huawei 目录下创建 ecs_manager.py 脚本,完成 ECS 云主机管理,ecs_manager.py 程序支持命令行参数执行。
提示说明:华为云主机支持安装所需 Python 库。提交前答案前,需安装所开发程序所依赖的 Python 库。
(1)程序支持根据命令行参数,创建 1 个云主机。
位置参数“create”,表示创建;
参数“-i 或–input”,格式为 json 格式文本的云主机的名称、镜像名称 2 个信息。其他参数同上述开发环境云主机一致。
创建待成功,再返回查询该云主机的信息,结果以 json 格式输出到控制台。
参考执行实例如下:
python3 /root/huawei/ecs_manager.py create --input '{ “name”: " chinaskill001", " imagename": “imageid”} ’

(2)支持查询给定具体名称的 ECS 云主机查询。
位置参数“get”,表示查询 ECS;
参数“-n 或 --name”支持指定名称 ECS 查询,类型为 string。
参数“-o 或 --output”支持查询该 ECS 信息输出到文件,格式为 json 格式。

(3)程序支持查询目前区域账号下所有的 ECS 云主机。
位置参数“getall”,表示查询所有 ECS 云主机;
参数“-o 或–output”支持输出到文件,格式为 yaml 格式。

(4)支持删除指定名称的云主机。
位置参数“delete”,表示删除一个 ECS 云主机;返回 response,通过控制台输出。
参数“-n 或–name”支持指定名称查询,类型为 string。

1.执行 ecs_manager.py 脚本,指定 create 和配置参数,成功创建 1 台云主机,计 1 分
2.执行 ecs_manager.py 脚本,指定 get 和配置参数,成功查询具体名称云主机,计 1 分
3.执行 ecs_manager.py 脚本,指定 getall 和配置参数,成功查询目前区域账号下所有的云主机,计 1 分
4.执行 ecs_manager.py 脚本,指定 delete 和配置参数,成功删除指定的云主机,计 1分

3.3.5 基于 FastAPI 框架封装华为云 VPC 服务 Restful APIs 接口[2 分]

使用已建好的运维开发环境,可用区为华北-北京 4,在/root/huaweicloud_fastapi 目录下创建 main.py 文件,基于 FastAPI 框架,完成虚拟私有云 VPC 管理服务的封装,端口为 7045。
提示说明:华为云主机支持安装所需 Python 库。提交前答案前,需安装所开发程序所依赖的 Python 库。
(1)封装创建接口,路径为/cloud_vpc/create_vpc,参数格式为{“name”: “”,“cidr”: “”},name 为 VPC 名称,cidr 为虚拟私有云下可用子网的范围;方法为POST,返回数据类型为 JSON 类型。
(2)封装单个 VPC 查询接口,路径为/cloud_vpc/vpc/{vpc_name},路径中{vpc_name}为待查询 VPC;方法为 GET,返回数据类型为 JSON 类型。
(3)封装服务查询接口,要求可以查询到所有 VPC,路径为/cloud_vpc/vpc;方法为 GET,返回的数据类型 JSON 类型的列表类型。
(4)封装更新 VPN 名称接口,路径为/cloud_vpc/update_vpc,参数格式为{“new_name”: “”,“old_name”: “”},new_name 为 VPC 新名称,old_name 为待删除的 VPN 名称;方法为 PUT,返回 JSON 类型的更新后数据。
(5)封装删除接口,接口名为/cloud_vpc/delete_vpc,参数格式为{“vpc_name”: “”},vpc_name 为 VPC 新名称;方法为 DELETE,返回 JSON 类型的删除后的数据。

1.创建接口执行成功得 0.5 分。
2.查询接口执行成功得 0.5 分。
3.更新接口执行成功得 0.5 分。
4.删除接口执行成功得 0.5 分。

任务 4 边缘计算系统运维[10 分]

【适用平台】私有云

4.1.1 KubeEdge cloudcore 云端模块部署与配置[3 分]

在本地 http 文件服务器中下载 k8s-allinone-v1.22.1.qcow2 镜像(该镜像启动后内置一个完整的 kubernetes 服务)并完成下列操作:
(1)上传该镜像至公有云 OBS 存储桶中;
(2)使用该镜像文件创建为私有镜像;
(3)使用该镜像创建一台云主机,该云主机作为 KubeEdge 的云端节点。
云主机申请完成之后,在提供的 OBS 访问域名中,下载软件包
kubernetes_kubeedge.tar 到云端节点并部署 KubeEdge1.11 边缘计算系统,在云端节点部署 KubeEdge cloudcore 云端模块、启动 cloudcore 服务并配置该服务可被systemd 管理。

1.cloudcore 服务正常启动得 1.5 分
2.cloudStream 端口正常启动得 1.5 分

4.1.2 KubeEdge edgecore 边端模块部署与配置[4 分]

在本地 OpenStack 环境中申请两台 CentOS7.9 虚拟机做为 KubeEdge 的边缘端节点。主机名分别为 edge-node1、edge-node2。在 http 文件服务器中下载kubernetes_kubeedge.tar 软件包,使用该软件包在该虚拟机部署 KubeEdge edgecore 边端模块,并启动 edgecore 服务。加入成功之后,启用 metrics 监控服务。

1.edgecore 服务正常启动得 2 分。
2.边缘节点加入到云端得 2 分。

4.1.3 KubeEdge 应用部署-部署计数器应用[3 分]

利用搭建好的边缘计算平台,在云端节点上使用提供的相关镜像(k8simage目录下)和 yaml 文件(kubeedge-counter-demo 目录下),自行编写DeviceModel、Device 资源,要求如下:
DeviceModel 名字为 counter-model;
属性为 status,类型为字符串,存储模式为读写模式,默认值为空;
Device 名字为 counter;
引用 counter-model 设备模型;
将此设备通过节点选择器与 edge-node1 节点进行绑定;
在 status 字段中的 twins 字段定义属性名称为 status、理想值为“OFF”、真实值为“0”;
编写完成后,按照顺序分别部署好 DeviceModel、Device 以及云端计数应用控制器和计数应用。部署完成后,将计数器打开。

1.Device 与 DeviceModel 配置正确得 1.5 分。
2.计数器服务部署成功得 1.5 分。

任务 5 边缘计算云应用开发[5.0 分]

【适用平台】私有云

5.1.1 开发环境构建与用户注册服务开发[1 分]

使用华为云已搭建好的 KubeEdge 环境,安装 Python 3.7.3 运行环境,并安装开发所需的依赖包,使用提供的 mongoRepo.tar.gz 软件包在边端安装MongoDB 数据库,设置数据库为任何机器都可以连接登录。
开发环境搭建好之后,将提供的代码包导入到 Linux 服务器 root 目录下,并打开 fastapi_user 工程目录进行用户管理服务开发,微服务端口为 8046,运行服务后,注册名为 chinaskill 的用户,密码为 Abc@1234,手动启动代码运行服务。

1.环境搭建成功得 0.5 分。
2.服务启动后用户注册成功得 0.5 分。

5.1.2 AI 检测服务与网关服务开发[1 分]

使用现有的开发环境,将提供的代码包导入到 Linux 服务器 root 目录下,打开 fastapi_ai_pcb 工程目录,基于 YOLO5 与已训练的模型实现 PCB 缺陷 AI 识别服务,fastapi 框架来定义 PCB 图片的缺陷检测接口,调用接口时,需要指定device 实例名称和上传缺陷图片,当识别到缺陷图片后,返回图片 base64 编码后的数据、模型的名字、当前的上传时间、以及识别坐标的位置信息和实例名称。
然后打开 fastapi_gateway 工程目录,基于 fastapi-gateway 开源框架实现网关服务,AI PCB 微服务端口为 8055,微服务网关端口 30850 通过这个网关来访问用户管理服务和 AI PCB 识别服务,手动启动 AI PCB 和网关服务。
AI 接口接口路径为:/detect/pcb_detect,参数传递到路径接口上,参数名为device_id。
识别图片在工程目录中的 runs 目录里。

1.识别代码编写正确得 0.5 分。
2.服务启动后功能正常使用得 0.5 分。

5.1.3 设备与设备模型管理服务开发[1 分]

使用现有的开发环境,将提供的代码包导入到 Linux 服务器 root 目录下,打开 fastapi_cloud_edge 工程目录,基于 FastAPI 框架和 Kubernetes SDK 实现了一组 API,主要针对 KubeEdge 拓展的 CRD 的资源进行访问封装,微服务端口为 8045。
1、完善设备模型管理服务,要求如下:
(1)定义获取 DeviceModel 资源接口,接口名为/devicemodel/devicemodel,方法为 GET;
(2)定义获取单个 DeviceModel 接口,接口名为/devicemodel/{name},方法为 GET;
(3)定义创建 DeviceModel 接口,接口名为/devicemodel/devicemodel,方法为 POST, 参数格式为{“name”: “”, “properties”: “”},name 为 DeviceModel 的名字,properties 为 DeviceModel 更新的属性内容,类型为列表类型;
(4)定义设备模型同步接口,接口名为/devicemodel/devicemodel,方法为PUT,参数格式为{“name”: “”, “properties”: “”},name 为 DeviceModel 的名字,properties 为 DeviceModel 创建的属性内容,类型为列表类型;
(5)定义删除 DeviceModel 资源接口,接口名为/device/devicemodel,可以删除指定 DeviceModel,参数格式为{“name”: “”},name 为 DeviceModel 的名字,方法为 DELETE。
2、完善设备管理服务,要求如下:
(1)定义获取所有的 device 资源,接口名为/device/device,方法为 GET;
(2)定义获取单个 device,接口名为/device/{name},方法为 GET;
(3)定义设备同步接口,接口名为/device/device,参数格式为{“name”: “”,“desired”: {}},name 为更新设备的名字,desired 为更新设备的内容,内容格式为 JSON 格式,方法为 PUT;
(4)定义创建 device 接口,接口名为/device/device,参数格式为{“name”:“”,“dmName”: “”,“nodeName”: “”},name 为 device 的名字,dmName 为DeviceModel 的名字,nodeName 为边缘节点名字,方法为 POST;
(5)定义删除 device 接口,可以删除指定的 device 资源,接口名为/device/device,参数格式为{“name”: “”},名字为要删除的 device 名字,方法为DELETE。
手动启动设备与设备模型管理服务。

1.设备代码编写正确得 0.5 分。
2.服务启动后接口可以正常使用得 0.5 分。

5.1.4 云边数据协同开发[1 分]

使用现有的开发环境,将提供的代码包导入到 Linux 服务器 root 目录下,打开 fastapi_cloud_edge 工程目录,在前面几道题的基础之上,对pcb_data_manager.py 文件完善代码,要求如下:
将数据模型上传到数据库中,并返回该模型在数据库中的 ID,若有相同模型则不上传;
定义接收边缘消息程序;
云端接收边端 MQTT 主题里所发送的数据,将数据进行解析,存储到MongoDB 数据库中,并对云端 pcb-device 设备信息进行更新。
设备信息字段为 pcb_model(模型名字)、pcb_status(设备状态)、pcb_result(模型在数据中的 ID)、upload_time(识别图片的时间)

1.代码编写正确得 0.5 分。
2.可以正常接收数据并更新设备信息得 0.5 分。

5.1.5 云端节点管理开发[1 分]

使用现有的开发环境,将提供的代码包导入到 Linux 服务器 root 目录下,打开 fastapi_cloud 工程目录,基于 FastAPI 框架和 Kubernetes SDK 实现了一组API,来进行管理云端节点和边缘节点信息的后端服务,微服务端口为 8047,
编码要求功能如下:
定义获取云端节点信息的路由,接口为/cloud_edge_service/node/cloudnode,请求为 GET,返回的数据类型为列表类型。

定义获取单个节点信息的路由,接口为/cloud_edge_service/node/{node_name},请求为 GET,返回数据类型为字典类型。
定义获取边缘节点信息的路由,接口为/cloud_edge_service/node/edgenode,请求为 GET,返回数据类型为列表类型。
定义节点资源使用情况路由,接口为/cloud_edge_service/metrics/node/{node_name},请求为 GET,返回获取到的资源使用情况,将任意一台边缘节点的主机名存储到/root/name.txt 文件里。
手动启动云端节点管理服务。

1.节点代码编写正确得 0.5 分。
2.服务启动后接口可以正常使用得 0.5 分。

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