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私有云

【赛程名称】第一场：模块一 私有云、模块二 容器云

        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。

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	192.168.x.0/24	Vlan x
		eth1	自定义	自行创建
云服务器2	Compute	eth0	192.168.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	192.168.x.0/24	用于实操题
PC-1		本地连接	172.16.232.0/24	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，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；同组 2 名选手的账号密码一样。
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。

【任务 1】私有云服务搭建[5 分]

【适用平台】私有云

【题目 1】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；

完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 2】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。完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 3】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。完成后提交 controller 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 4】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

服务名称	变量	参数/密码
Mysql	root	000000
Keystone	000000
Glance	000000
Nova	000000
Neutron	000000
Heat	000000
Zun	000000
Keystone	DOMAIN_NAME	demo
Admin	000000
Rabbit	000000
Glance	000000
Nova	000000
Neutron	000000
Heat	000000
Zun	000000

NEUTRON	METADATA	000000
External Network	eth1（以实际为准）

完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 5】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；

1. 设置数据库缓存 innodb 表的索引，数据，插入数据时的缓冲为 4G；

1. 设置数据库的 log buffer 为 64MB；

1. 设置数据库的 redo log 大小为 256MB；

1. 设置数据库的 redo log 文件组为 2。

1. 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；

1. 调整 Memcached 的数据摘要算法（hash）为 md5；

完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 6】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。

1. William 用户是 Production 项目的用户（member）与管理员（admin），email 地址为：William@lab.example.com。

2. John 用户是 Production 项 目 的 用 户 （ member ）， email 地 址 为 ：John@lab.example.com。

完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 7】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。完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 8】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。配置完成后提交controller 点的用户名、密码和IP 地址到答题框。

【题目 9】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-neutron- compute.sh，在 controller 和 compute 节点上安装 neutron 服务。完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 10】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。 完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 11】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 iaas- install-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。完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 12】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。完成后提交计算节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 13】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。配置完之后。完成后提交 controller 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【任务 2】私有云服务运维[15 分]

【适用平台】私有云

任务 2 私有云服务运维[15 分]

【题目 1】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，完成后提交 controller 点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

（竞系统会执行yaml 文件，请确保执行的环境）

【题目 2】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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，配置完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 3】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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。配置完成后提交 controller 控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 4】1.2.4 Redis 主从[1 分]

使用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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。配置完成后提交 redis 主节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 5】1.2.5 Linux 系统调优-脏数据回写[1 分]

修改系统配置文件，要求将回写磁盘的时间临时调整为 60 秒。

Linux 系统内存中会存在脏数据，一般系统默认脏数据 30 秒后会回写磁盘，修改系统配置文件，要求将回写磁盘的时间临时调整为 60 秒。完成后提交 controller 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 6】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。完成后提交控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 7】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。完成后提交第一个节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 8】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。完成后提交 controller 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 9】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。完成后提交 controller 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 10】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。完成后提交 controller 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 11】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。配置完成后提交 controller 控制节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 12】1.2.12 私有云平台排错：Neutron 网络组件排错[2 分]

使用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。修复完成后提交该云主机的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【题目 13】1.2.13 私有云平台排错：Cinder 卷组件报错[2 分]

使用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。修复完成后提交该云主机的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

【任务 3】私有云运维开发[10 分]

【适用平台】私有云

【题目 1】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。完成后提交节点的 IP 地址、用户名和密码到答题框。

【题目 2】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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。（需要用到的软件包在 HTTP 服务下）完成后提交 ansible 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。（考试系统会连接到 ansible 节点，执行 ansible 脚本，准备好环境，以便考试系统访问）

【题目 3】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）。完成后提交 ansible 节点的用户名、密码和 IP 地址到答题框。

（考试系统会连接到你的 ansible 节点，去执行 ansible 脚本，请准备好环境，以便考试系统访问）

【题目 4】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”

【题目 5】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。