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
目录
【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]
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
| 节点角色 |
主机名 |
VCPUS |
内存 |
硬盘 |
| Master 、Harbor 、CICD |
master |
8 |
12G |
100G |
| Worker Node |
node |
8 |
8G |
100G |
【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。
| 1.Kubernetes 集群部署成功得 1 分； 2.Pod 创建成功且环境变量设置正确得 0.5 分。 |
【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。
| 1.Istio 所有组件运行成功得 0.3 分； 2.命名空间 exam 自动注入成功得 0.2 分。 |
【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。
| 1.KubeVirt 所有组件运行成功得 1 分。 |
【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。
| 1.Harbor 仓库部署成功得 0.5 分； 2.Helm 工具安装成功得 0.2 分； 3.Chart 包部署成功得 0.3 分。 |
【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。
| 1.etcdctl 工具安装成功得 0.2 分； 2.ETCD 数据备份成功得 0.8 分。 |
【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。
| 1.镜像构建成功得 0.5 分； 2.数据库安装且导入数据成功得 0.5 分。 |
【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。
| 1.镜像构建成功的 0.5 分； 2.Redis 服务安装成功且配置正确得 0.5 分。 |
【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。
| 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。 |
【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。
| 1.镜像构建成功得 0.5 分； 2.PHP 安装成功得 0.2 分； 3.Swoole 安装成功得 0.3 分。 |
【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。
| 1.docker-compose.yaml 文件编排成功得 1.5 分； 2.8081 端口访问服务成功得 1 分； 3.Hyperf-service 连接数据库和 Redis 成功得 1 分。 |
【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）
| 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。 |
【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）
| 1.GitLab Runner 部署成功得 0.5 分； 2.GitLab Runner 注册成功得 0.5 分； |
| 3.GitLab Runner 持久化配置成功得 1 分。 |
【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）
| 1.GitLab Agent 安装成功得 1 分； 2.Kubernetes 连接成功得 0.5 分。 |
【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）
| 1.项目变异成功得 0.5 分； 2.镜像构建成功得 1 分； 3.服务发布成功得 1 分； 4.服务能正常访问得 1 分。 |
【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。
| 1.Pod 创建成功得 0.2 分； 2.Pod QoS 类型为 Guaranteed 得 0.3 分。 |
【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。
| 1.Pod 安全上下午配置正确得 0.5 分。 |
【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。
| 1.资源类型 Student 定义成功的 0.3 分； 2.exam 创建成功得 0.2 分。 |
【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。
| 1.自定义解析配置正确得 0.5 分。 |
【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。
| 1.HPA 创建成功得 0.2 分； 2.HPA 伸缩策略配置正确得 0.8 分。 |
【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。
| 1.Pod 调度策略配置正确得 0.5 分。 |
【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。
| 1.网络策略创建成功得 0.2 分； 2.规则配置正确得 0.3 分。 |
【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。
| 1.节点压力驱逐配置正确得 0.5 分。 |
【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。
| 1.Bookinfo 应用部署成功得 0.2 分； 2.Bookinfo 能通过网关访问得 0.3 分。 |
【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。
| 1.路由创建成功得 0.2 分； 2.用户限制正确得 0.3 分。 |
【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。
| 1.请求路由创建成功得 0.2 分； |
| 2.路由策略配置正确得 0.3 分。 |
【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。
| 1.VM 创建成功得 0.3 分； 2.VM 配置正确得 0.2 分。 |
【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。
| 1.VMI 创建成功得 0.4 分； 2.卷挂载成功得 0.6 分。 |
【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。
| 1.qcow2 镜像转化成功得 0.3 分； 2.VMI 创建成功得 0.3 分； |
| 3.端口暴露成功得 0.3 分； 4.服务能正常访问得 0.4 分； 5.主机名初始化成功得 0.2 分。 |
【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。
| 1.快照功能启用成功得 1 分。 |
【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
| 1.执行 api_deployment_manager.py 脚本，成功创建 deployment 资源，计 1 分； 2.检查创建的 deployment 资源， 配置信息无误计 1 分。 |
【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
| 1.执行 sdk_job_manager.py 脚本， 成功创建job 资源，计 0.5 分； 2.查询job 资源， 配置信息无误，计 0.5 分。 |
【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。
| 1.HTTP 服务成功启动， 计 1 分； 2.发起指定参数的 GET 查询 Pod 请求， 成功查询指定名称的 pod 服务， 计 1 分； |
| 3.发起指定参数的 POST 创建 Pod 请求， 成功创建 Pod 服务，计 1 分。 |
【题目 4】Python 运维开发： Service 资源 Restful APIs HTTP 服务封装[4 分]
编写 Python 程序实现 Service 资源管理程序，将 Service 资源管理的封装成 Web 服务。
在/root 目录下创建 service_server.py 程序， 实现 Service 的增删查改等 Web 访问操作。
http.server 的 host 为 localhost，端口 8888；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 /services/{name} ，查询指定名称{name}的 Service；Response 的 Body 以json 格式
输出。
POST /services/{yamlfilename} 创建 yaml 文件名称为{yamlfilename}的 Service；
Response 的 Body 以json 格式，（手工将文件服务器主目录所有*.yaml 文件下载到 root 目录
下）。
DELETE /services/{name}；删除指定名称的 Service；Response 的 Body 以json 格式。
编码完成后，自己手动执行提供 Web HTTP 服务的 service_server.py 程序，提交答案进
行检测。
| 1.HTTP 服务成功启动， 计 1 分； 2.发起指定参数的 POST 创建 service 请求，成功创建 service 资源，计 1 分； 3.发起指定参数的 GET 查询 service 请求， 成功查询指定名称的 Service，计 1 分； 4.发起指定参数的 DELETE 删除 service 请求，成功删除指定名称的 Service，计 1 分。 |
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