云計算與大數(shù)據(jù)習(xí)題及答案

第1章云計算概覽習(xí)題

1.1選擇題

1、下列關(guān)于云計算的說法錯誤的是（D）。

A.可以提供按需使用、按豉計費的服務(wù)

B.可以滿足用戶的彈性使用需求

C.用戶可以在任意時間和地點通過網(wǎng)絡(luò)獲取所需的資源

D.主要基于非虛擬化資源池

2、以下不屬于目前典型云計算服務(wù)模型的是（B）。

A.軟件即服務(wù)B.系統(tǒng)即服務(wù)C,平臺即服務(wù)D.基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)

3、以下屬于云計算的基本特性的是（D）。

A.效用計算B,基于網(wǎng)絡(luò)訪問C.用戶可芻配置資源D.以上都是

4、laaS服務(wù)模型主要提供的資源不包含（C）。

A.計算資源B.存儲資源C.應(yīng)用程序D.網(wǎng)絡(luò)資源

5、下列云計算平臺不屬于laaS服務(wù)的平臺是（C）。

A.AWSB.EC2C.WindowsAzureD.S3

6、PaaS服務(wù)模型強調(diào)（A）的概念。

A.平臺B.資源C.環(huán)境D.軟件

7、以下不屬于云計算部署模型的是（C）。

A.公有云B.私有云C.企業(yè)云D.混合云

8、云計算的產(chǎn)生與發(fā)展綜合了許多技術(shù)，包括（D）。

A.虛擬化技術(shù)B.分布式計算C.效用計算D.以上都是

9、網(wǎng)格計算和公共計算服務(wù)的最主要目的是（A）.

A.把大量機器整合成一個虛擬的超級機器，供分方在世界各地的人們使用

B.實現(xiàn)計算能力像煤氣、水、電一樣，自由、免費取用

C.實現(xiàn)規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實際需要動態(tài)調(diào)整和伸縮

D.通過節(jié)點互保來保障平臺的可靠性

10、云計算的體系架構(gòu)不包括（C）。

A.SOA構(gòu)建層B.物理資源層C.網(wǎng)絡(luò)調(diào)度層D.虛擬化資源池層

II、在云計算的管理中間件層中包含對（D）的管理功能。

A.用戶B.任務(wù)C.應(yīng)用D.以上都是

12、云計算有許多關(guān)鍵技術(shù)，其中包含（D)o

A.分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)B.分布式并行編程模型技術(shù)

C.綠色節(jié)能技術(shù)D.以上都是

13、云計算安全保障技術(shù)包括（D）。

A.身份認證機制B.訪問控制機制C.隔高技術(shù)D.以上都是

14、以下說法錯誤的是（A）.

A.數(shù)據(jù)中心地點只能固定

B.數(shù)據(jù)中心中包括日常行政管理工作人員工作的區(qū)域

C.數(shù)據(jù)中心的PUE值一般情況下不小于1

D.數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器在運行時需要供電和降溫

15、區(qū)塊鏈的核心是（D）,是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點達成一致的方法。

A.數(shù)據(jù)層B.網(wǎng)絡(luò)層C.合約層D.共識層

1.2填空題

1、從（云計算的核心服務(wù)層次）角度分類，云計算可以分為laaS、PaaS和SaaS三

種服務(wù)模型。

2、相對于私有云，公有云是不同的單位、機構(gòu)和個人共享使用的平臺，容易存在安全隱患，

所以強調(diào)（對用戶應(yīng)用的隔離）等模塊。

3、云計算系統(tǒng)的建設(shè)、云計算任務(wù)優(yōu)化調(diào)度、根因溯源可通過（大數(shù)據(jù)）分析得到

的。

4、區(qū)塊鏈本質(zhì)是一種（點對點網(wǎng)絡(luò)下的不可篡改的分布式數(shù)據(jù)庫），主要應(yīng)用于互

聯(lián)網(wǎng)金融、產(chǎn)品供應(yīng)鏈等需要追溯的環(huán)節(jié)和領(lǐng)域。

5、與云計算不同，邊緣L算將計算任務(wù)放在接近（數(shù)據(jù)源）的計算資源上運行，可

以有效減小計算系統(tǒng)的延時，減少數(shù)據(jù)傳輸帶寬，緩解云計算數(shù)據(jù)中心的壓力。

1.3簡答題

1、請簡述云計算的典型特征。

答：

?規(guī)模龐大。云計算中心一般都有相當大的規(guī)模，如阿里云目前在全球幾十個地區(qū)都

部署了數(shù)據(jù)中心，服務(wù)器總規(guī)模達數(shù)百萬臺，道過整合海量的服務(wù)器集群，可提供

巨大的計算和存儲能力。

?資源聚合。云計算將大規(guī)模的分散計算資源和存儲資源聚合起來，共同支撐用戶完

成各種計算任務(wù)并滿足存儲需求。

?虛擬抽象。云計算基于物理服務(wù)器為用戶提供虛擬化的服務(wù)器，以便用戶使川、提

高資源利用率；虛擬機之間相互隔離，提高了安全性。

?按需使用，按量計費。云計算擁有龐大的資源池，云服務(wù)使得計算能力也可以像水、

電一樣作為一種公共資源來使用，用戶可按照需要像購買水、電一樣購買計算資源,

按使用量計費。

?高可靠性。當云計算中的計算節(jié)點出現(xiàn)問題時，可通過節(jié)點互保來保障云平臺的可

靠性,云平臺利用數(shù)據(jù)多副本備份、資源監(jiān)控等措施保障系統(tǒng)的高可靠性。

?高擴展性。云是由海量的服務(wù)器等資源通過網(wǎng)絡(luò)組成的，服務(wù)器可以相對方便簡單

地并入和退出云，云的規(guī)模可根據(jù)用戶的實際需要動態(tài)調(diào)整和伸縮。

?高利用率、高性價比。云計算通過資源聚合等方式使服務(wù)器資源得到J’充分利用，

通過IT資源和按需使用的商業(yè)化模式，大幅減少了軟件服務(wù)成本，實現(xiàn)了使用更

少的資源提供更多的服務(wù)。小規(guī)模機構(gòu)通過相用云服務(wù)提供商的服務(wù)器等計算資

源，可減少人力和財力的支出，把精力放在公司自身的業(yè)務(wù)上。

2、目前的云計算主要包含哪些關(guān)鍵技術(shù)？

答：

FI前的云計算主要包含虛擬化技術(shù)、分布式并行編程模型技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、

分布式任務(wù)調(diào)度技術(shù)、監(jiān)控管理技術(shù)、云計算安全保障機制、云計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和綠色節(jié)能技

術(shù)等。

3、請簡述數(shù)據(jù)中心的主要構(gòu)成區(qū)域。

答：

?主機房。安裝和運行數(shù)據(jù)設(shè)備的建筑空間，包括服務(wù)器機房、網(wǎng)絡(luò)機房和存儲設(shè)備

機房等。

?輔助區(qū)。主要負責安裝、調(diào)試、維護、運行、監(jiān)控和管理電子信息設(shè)備及軟件，包

括設(shè)備維修室、測試機房、消防和安防室等。

?支持區(qū)。主要負責為主機房和輔助區(qū)提供動力支持及安全保障，包括配電室、電池

空和空調(diào)間等。

?行政管理區(qū)。日常行政管理工作人員所在的區(qū)域，負責工作人員的管理調(diào)度和設(shè)備

的狀態(tài)管理等。

4、請簡述區(qū)塊鏈與云計算之間的關(guān)系。

答：

云服務(wù)提供商利用云平臺支撐區(qū)塊鏈的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在成本效率、應(yīng)用生態(tài)和安全隱私

三個方面。區(qū)塊鏈可以加載在云平臺之上，甚至可以和云平臺底層進行相應(yīng)融合。通過與云

服務(wù)提供商結(jié)合，區(qū)塊鏈技術(shù)可?以被整合打包交付，為應(yīng)用落地打下了基礎(chǔ)。

在某些條件下，區(qū)塊鏈也可以反過來支撐云計算。例如，區(qū)塊鏈的不可篡改性可以使云

計算本身變得更加安全可靠，保證數(shù)據(jù)完整性。

5、請對比分析傳統(tǒng)病毒防御策略與基于云計算的病毒防御策略。

答：

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)殺毒軟件為各個用戶提供病毒防御服務(wù),通過在每個節(jié)點上安裝相應(yīng)的殺毒

軟件來監(jiān)控計算機的運行，當發(fā)現(xiàn)計算機疑似被病毒感燙時就開始進行查殺工作，網(wǎng)絡(luò)殺毒

軟件提供商也通過監(jiān)控互狹網(wǎng)的一些情況來發(fā)現(xiàn)病毒，對病毒庫進行更新。這種方法的問題

是對病毒的響應(yīng)有較大的滯后性，反應(yīng)不夠及時。

基于云計算的病毒防御系統(tǒng)不但在每一個用戶終端上安裝殺毒軟件，還安裝一個探針程

序，通過探針程序收集疑似病毒的樣本，將樣本打包發(fā)送給病毒防御系統(tǒng)的云數(shù)據(jù)中心。當

系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)很多用戶都提交了相同或者相似的疑似病毒樣本時，就可能及時發(fā)現(xiàn)新型病毒，從

而更快地對病毒進行響應(yīng)，盡快提供病毒解決方案。用戶越多，根據(jù)搜集的樣本進行安全分

析就越可靠。

基于云計算的病毒防御系統(tǒng)還可以讓客戶端的殺毒軟件體積更小，查殺病毒能力更強，

更適用于移動設(shè)備。隨著智能手機的普及，大量針對智能手機的病毒也隨之出現(xiàn)。云安全可

以把病毒查殺的工作放到云端來處理，用戶在每次訪問互聯(lián)網(wǎng)的時候可以通過云安全層對訪

問的請求和返回的結(jié)果進行過濾，甚至不安裝殺毒軟件也可以防御病毒。

1.4解答題

I、某大學(xué)擬構(gòu)建一個基于云計算的校園能源管控系統(tǒng)，請回答以下問題：

?選擇哪種云計算服務(wù)模型、部署模型比較合適，為什么？

?基于云計算的校園能源系統(tǒng)可使用管理中間件的哪些服務(wù)功能？

答：

?可以選擇SaaS服務(wù)模型，由云服務(wù)提供商提供能源系統(tǒng)相應(yīng)的軟件和功能服務(wù)模

塊，部署模型屬于私有云。

?用戶管理中間件的賬號管理、使用計費等功能;任務(wù)管理中間件中的生命周期管理、

任務(wù)執(zhí)行等功能；資源管理中間件中的負載均衡、監(jiān)控統(tǒng)計等功能；安全管理中間

件中的身份認證、訪問授權(quán)等功能。

第2章虛擬化與容器技術(shù)習(xí)題

2.1選擇題

I、典型的虛擬化架構(gòu)不包括（D）。

A.宿主機操作系統(tǒng)B.虛擬機

C.虛擬化層D.虛擬內(nèi)存

2、虛擬化技術(shù)的研究目的包括（D）o

A.降低管理成本B.增強可移植性

C.提高軟件開發(fā)效率D.以上都是

3、同一臺物理主機上一個虛擬機的崩潰或故障不會影響其他虛擬機，這主要得益于虛擬化

技術(shù)的（A）特征。

A.隔離B.封裝C.硬件獨立D.分區(qū)

4、全虛擬化技術(shù)、半虛擬化技術(shù)和操作系統(tǒng)級虛擬化技術(shù)是從虛擬化的（C）角度

來進行分類。

A.作用范圍B.成本C.實現(xiàn)D.使用對象

5、下列不屬于半虛擬化技術(shù)的是（A）。

A.AMD-VB.Hyper-VC.XenD.PowerVM

6、LinuxKVM中內(nèi)存虛擬化技術(shù)不包括（C）。

A.內(nèi)存氣球B.巨型頁C.vMotionD.內(nèi)核同頁合并

7、存儲虛擬化的實現(xiàn)方式包括（D）。

A.基于主機B.基于存儲設(shè)備C.基于網(wǎng)絡(luò)D.以上都是

8、下列不屬于桌面虛擬化優(yōu)勢的是（B）。

A.高效率B.高性能C.穩(wěn)定性D.安全性

9、下列不屬于內(nèi)存信息遷移方法的是（C）。

A.預(yù)復(fù)制遷移B.后第制遷移C.臟頁面遷移D.CR/TR-Motion

10、下列選項不屬于典型虛擬化軟件的是（D）。

A.XenB.vSphereC.KVMD.Eureka

11、在同一臺宿主機內(nèi)，容器間可以相互訪問，但跨主機的訪問性能較差，解決方案不包括

（A）o

A.NATB.WeaveC.覆蓋網(wǎng)D.OpenvSwitchNetwork

12、與虛擬機相比，以下關(guān)于目前容器的敘述錯誤的是（B）。

A.容器一般是在操作系統(tǒng)級別進行的虛擬

B.容器的安全性比虛擬機強

C.容器的啟動時間比較快

D.容器彈性分配分配，可以在沒有關(guān)閉容費的情況下添加資源

13、Docker可以回滾到當前鏡像的前一個版本，可以避免因為完成部分組件的升級而導(dǎo)致

對整個環(huán)境的破壞，這是Docker的（B）功能。

A.持續(xù)集成B.版本控制C.可移植性D.安全性

14、Docker中CGroup的主要功能不包括（C）。

A.限制資源使用B.優(yōu)先級控制C.權(quán)限控制D.計費

15、相較于Swarm,Kubernetes的優(yōu)勢包括（D）。

A.設(shè)計思想先進B.運維更加簡單

C.部署工作更加便捷和自動化D.以上都是

2.2填空題

1、虛擬化層的核心是（Hypervisor虛擬機監(jiān)視器或VMM）。

2、服務(wù)器虛擬化的架構(gòu)有（宿主機虛擬化）和（裸金屬虛擬化）兩種。

3、員工想要在家訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的資源，可以使用（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)/VPN）o

4、虛擬機遷移包括（網(wǎng)絡(luò)信息遷移）、（存儲信息遷移）和（內(nèi)存信息遷

移）。

5、與虛擬機相比，Docker取消了（Hypervisor層）和（GuestOS層），使用

（DockerEngine）進行調(diào)度和隔離。

6、Docker的核心組件主要包括（容器或Container）、（鏡像或Images）和（倉

庫或Repositories）。

7、Docker中最大的公共倉庫是（DockerHub）。

8、Docker常用的調(diào)度工具有（Swarm）和（Kubemetes或K8s）?

2.3簡答題

1、請簡述虛擬化技術(shù)的特征與優(yōu)勢。

答：

虛擬化技術(shù)的特征包括：

?分區(qū)。分區(qū)意味著虛擬化層為多個虛擬機劃分物理主機的資源，每個虛擬機可以各

自運行單獨的操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)可以是相同的，也可以是不同的。用戶能夠

在一臺物理主機上運行多個應(yīng)用程序，每個操作系統(tǒng)只能看到虛擬化層為其提供的

虛擬硬件，并感覺自己運行在專用的物理主機上。

?隔離。隔離指的是同一臺物理主機上的虛擬機之間是相互隔離的，一個虛擬機的崩

潰或故障不會影響同一臺物理主機上的其他虛擬機；還可以對物理資源進行控制，

以提供性能隔離，用戶可以為每個虛擬機指定物理資源的最小和最大使用量，確保

某個虛擬機不會占用所有的物理資源而使得同一系統(tǒng)中的其他虛擬機沒有物理資

源可用。

?封裝。封裝意味著將整個虛擬機，包括它的內(nèi)存狀態(tài)、BIOS配置、CPU狀態(tài)、I/O

設(shè)備狀態(tài)等都存儲在文件系統(tǒng)中，用戶只需要復(fù)制文件，就可以根據(jù)需要來復(fù)制、

保存和移動虛擬機中的數(shù)據(jù)。

?硬件獨立。硬件獨立指的是虛擬機和物理主機之間是相互獨立的，虛擬機運行在虛

擬化層之匕只能訪問虛擬化層提供的虛擬硬件，不必考慮物理主機的差異等具體

情況，從而可以打破操作系統(tǒng)和物理主機，以及應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間的約束。

虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢包括：

?有效地利用物理資源。利用虛擬化技術(shù)可以使云計算數(shù)據(jù)中心中一臺物理主機運行

多個虛擬機，實現(xiàn)物理資源的多租客共享，從而提高物理主機的利用率，減少硬件

的總開銷。

?更好的容錯能力，虛擬機可以從一個節(jié)點遷移到另一個節(jié)點，實現(xiàn)不間斷運行。如

果物理主機、操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序出現(xiàn)運行故障，虛擬機能夠遷移到另?臺物理主

機上繼續(xù)運行。

?提高可用性。當Web服務(wù)、電子郵件服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)程序運行于同一臺物理主

機時，會出現(xiàn)一個應(yīng)用程序干擾另一個應(yīng)用程序的可能性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。利

用不同的虛擬機承載不同的服務(wù)，就會減少應(yīng)月程序之間的相互干擾，從而提高系

統(tǒng)的可用性。

?簡化服務(wù)器的創(chuàng)建與管理。通過虛擬化技術(shù)創(chuàng)建虛擬服務(wù)器供用戶使用僅需幾分

鐘。相比之3用戶自行購買一臺物理主機的成本顯然高很多，安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)

用程序非常耗時，管理幾十個虛擬服務(wù)器比管理十幾臺物理主機也更容易。

?節(jié)約系統(tǒng)能源消耗。云計算系統(tǒng)基于虛擬化技術(shù)將云計算數(shù)據(jù)中心的各類資源整合

為一個統(tǒng)一的虛擬資源池，乂將一個個虛擬機部署在不同的物理主機上，實現(xiàn)大規(guī)

模物理資源有效、統(tǒng)?的管理和利用。通過在物理主機上合理部署虛擬機，并采用

虛擬機動態(tài)遷移技術(shù)，可將虛擬機聚集以便關(guān)閉空閑的數(shù)據(jù)節(jié)點，從而在最小化所

需的物理主機數(shù)量的同時滿足當前負載的要求，在降低云計算數(shù)據(jù)中心能耗的同

時,保證QoS和服務(wù)等級協(xié)議(ServiceLevelAgreement,SLA)。

2、請簡述預(yù)復(fù)制內(nèi)存信息遷移的過程。

答：

?預(yù)遷移。選擇一個目標宿主機作為遷移目標。

?預(yù)定資源。向目標宿主機發(fā)送遷移請求，并確認目標宿主機中是否存在所需的資源。

?預(yù)復(fù)制。將虛擬機的全部內(nèi)存頁面從源宿主機復(fù)制到目標宿主機。

?迭代復(fù)制。將上?輪過程中被修改過、且到目前為止在本輪復(fù)制過程中沒有被修改

過的頁面迭代復(fù)制到目標宿主機。

?停機復(fù)制。將虛擬機剩余的少量沒有同步的內(nèi)存頁面和虛擬機系統(tǒng)運行的信息復(fù)制

到目標宿主機。

?啟動。在目標宿主機上啟動被遷移的虛擬機。

3、vSphere虛擬化軟件通過VMotion技術(shù)可以解決什么問題？

答：

vSphere虛擬化軟件通過VMotion技術(shù)，可以在服務(wù)器需要維護升級時動態(tài)地將虛擬機

遷移到其他服務(wù)器匕通過內(nèi)存復(fù)制技術(shù)確保每個虛擬機對外的服務(wù)，實現(xiàn)了“停物理硬件,

不停應(yīng)用一旦服務(wù)器發(fā)生故障，可以及時快速地在其他服務(wù)器上重新啟用虛擬機，從而

保證虛擬機的穩(wěn)定性。

4、請從原理、資源管理、啟動時間、資源占、安全性、部署等角度簡單對比容器與虛擬機

技術(shù)。

答：

容器虛擬機

和宿主機共享內(nèi)核，所有容器都運行在容器引擎之

每個虛擬機都建立在虛擬的硬件之上，提供指令級的

原理上，容器并不具備獨立的操作系統(tǒng)，所有容器共享操

虛擬，每個虛擬機都具密獨立的操作系統(tǒng)

作系統(tǒng)，在進程級進行隔離

彈性資源分配.可以在沒有關(guān)閉容器的情況下添加虛擬機需要重啟，虛擬機的操作系統(tǒng)需要處理新加入

資源管理

資源，也無須也新分配數(shù)據(jù)卷大小的資源，加便盤需要也新分區(qū)

啟動時間較快較慢

容器需要的資源更少。容器是在操作系統(tǒng)級別進行

虛擬機是在Hypervisor層與內(nèi)核層進行的虛擬，等同

資源占用的虛擬，和內(nèi)核交互，幾乎沒有性能損耗。容器更輕

于虛擬出一臺計算機，占用的資源較多

量,容器的架構(gòu)允許其共用?個內(nèi)核并共享應(yīng)用程序

庫，所占內(nèi)存極小。同樣的硬件環(huán)境，容器運行的鏡

像數(shù)遠多于虛擬機數(shù)盤，系統(tǒng)的利用率非常高

容器的安全性更弱，容器的用戶Root權(quán)限和宿主機虛擬機用戶Root權(quán)跟和宿主機的Root權(quán)限是分離

安全性Root權(quán)限等同，一旦容器內(nèi)的用戶從普逋用戶權(quán)限提的,并且虛擬機利用的是硬件隔離技術(shù),這種隔陽技術(shù)

升為Rooi權(quán)限，它就直接具備了宿主機的Rooi權(quán)限可以防止虛擬機突破宿主機的Rooi權(quán)限和彼此交互

容器的創(chuàng)建是秒級的，它的快速迭代性決定了無論虛擬機可以通過鏡像實現(xiàn)環(huán)境交付的?致性，但鏡像

部留

開發(fā)、測試還是部詈都可以節(jié)約大量時間分發(fā)能以體系化

5、請簡述Docker為用戶應(yīng)用的帶來的好處。

答：

?簡化配置。Docker簡化了運行部署配置，同樣的配置可以應(yīng)用于不同的環(huán)境，降

低了對硬件的要求，以及應(yīng)用環(huán)境間的耦合度。

?代碼流水線管理。代碼從開發(fā)者的設(shè)備到最終在生產(chǎn)環(huán)境上的部署，需要經(jīng)過很多

有差異的中間環(huán)境，Docker給應(yīng)用程序提供了一個從開發(fā)到上線一致的環(huán)境，比

代碼實現(xiàn)了流水線管理。

?整合服務(wù)器資源。Docker可以有效整合服務(wù)器的資源，使多個容器實例能夠有效

共享閑置的資源，比虛擬機有更好的資源整合性能。

?多用戶支持。Decker可以為每一個用戶的多個應(yīng)用層實例創(chuàng)建隔離的環(huán)境，并利

用Docker的輕量化來支持服務(wù)器上的多個用戶容器的共享資源和并發(fā)運行。

?快速部署。在虛擬機之前，引入新的硬件資源需要消耗幾天的時間，虛擬化技術(shù)將

這個時間縮短到了分鐘級別；Docker通過為進程創(chuàng)建一個容器，無須啟動操作系

統(tǒng)，再次將這個時間縮短到了秒級。

2.4解答題

1、請分析CPU虛擬化和CPU硬件輔助虛擬化的過程。

答：

在X86體系的CPU指令集中，提供了4個CPU權(quán)限級別(RingO、Ringl、Ring2、Ring3),

其中Ring。是最高級別，Ring3是最低級別。操作系統(tǒng)要直接訪問硬件和內(nèi)存，它的代碼需

要運行在最高級別Ring。上，而應(yīng)用程序的代碼運行在最低級別Ring3上。如果要訪問硬件

和內(nèi)存，實現(xiàn)設(shè)備訪問、文件讀寫等操作，就要執(zhí)行相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用，將CPU的運行級別

從Ring3切換到RingO,完成操作后再切換回去。VMM木質(zhì)上是一個HostOS,運行在RingO

上，客戶操作系統(tǒng)運行在Ringl上，其他上層應(yīng)用程序運行在Ring2和Ring3上。

為了提高CPU虛擬化的性能，CPU硬件輔助虛擬化在Ring模式的基礎(chǔ)上引入了一種

新的模式，即虛擬機擴展(VirtualMachineExtension,VMX)模式。VMX模式包括根操作

(VMXRootOperation)模式和非根操作(VMXNon-RootOperation)模式，由于這兩種模

式中都存在Ring。到Ring3的特權(quán)級，所以在描述某個應(yīng)用程序時，除了描述它屬于哪個特

權(quán)級，還要指明它處于根操作模式還是非根操作模式。引入VMX模式的優(yōu)勢在于客戶操作

系統(tǒng)運行在Ring。上，意味著它的核心指令可以直接下達到硬件層去執(zhí)行；而特權(quán)指令等敏

感指令的執(zhí)行則是由硬件輔助直接切換到VMM執(zhí)行，由于是自動執(zhí)行,應(yīng)用程序無法感知，

性能也就得到了提高。

2、某視頻服務(wù)網(wǎng)站基于虛擬化云計算平臺提供視頻服務(wù)。假設(shè)某用戶在觀看視頻時，此時

提供該視頻服務(wù)的服務(wù)器發(fā)生故障，但對于用戶而言，沒有影響，服務(wù)不會中斷，用戶繼續(xù)

流暢的觀看視頻，請分析可能是什么原因。

答：

0^虛擬化鏡像文件.不Q

如上圖所示，用戶通過網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器1中的虛擬機1上觀看流媒體視頻，此時服務(wù)器1

或者虛擬機I出現(xiàn)問題，就需要進行虛擬機遷移，將虛擬機轉(zhuǎn)化為虛擬化鏡像文件。按照遷

移策略，選定服務(wù)器2作為目標宿主機遷移虛擬機，將虛擬化鏡像文件進行拷貝復(fù)制，在遷

移過程中用戶察覺不到服務(wù)中斷。

3、用戶A在Docker中先后執(zhí)行TdockerpulRdockerrun>dockerbuild和dockerpush四條

命令行，下載的鏡像中自帶了老版本的Mysql數(shù)據(jù)庫軟件；之后用戶B想使用和用戶A相

同的開發(fā)環(huán)境，請描述命令行的執(zhí)行過程、過程中Docker相關(guān)組件的協(xié)作流程和用戶B應(yīng)

該執(zhí)行的命令。

答：

dockerpull：從遠端倉庫（如DockerHub）中將指定鏡像文件下載到本地服務(wù)器；

dockerrun：運行從倉庫下載的鏡像文件，創(chuàng)建對應(yīng)的容器；

dockerbuild：在創(chuàng)建的容器中，更新Mysql數(shù)據(jù)庫軟件，并打包成新的鏡像；

dockerpush：將創(chuàng)建的鏡像上傳到倉庫。

用戶B執(zhí)行dockerpull下載用戶A上傳的鏡像文件，執(zhí)行dockerrun創(chuàng)建容器。

第三章云存儲習(xí)題

3.1選擇題

1、SAN是一種（B）。

A.存儲設(shè)備B.專為數(shù)據(jù)存儲而設(shè)計和構(gòu)建的存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

C.光纖交換機D.HBA

2、在GFS中，客戶端可以并行訪問多個（C）,提高了系統(tǒng)的整體性能。

A.客戶端B.主服務(wù)器C.數(shù)據(jù)塊服務(wù)器D.控

制節(jié)點

3、分布式文件系統(tǒng)的性能要求主要包括（D）。

A.高效率、高可靠性B.高可擴展性、透明性C.自治性D.以上都是

4、根據(jù)不同的存儲方法，（B）方式不屬于副本部署策略。

A.路徑部署B(yǎng).重建部署C.源請求部署D.

隨機部署

5、副本數(shù)量的確定與（D）因素有關(guān)。

A.副本屬性B.系統(tǒng)環(huán)境C.訪問情況

D.以上都是

6、目前決定副本數(shù)量的主要方法不包括（A）。

A.隨機復(fù)制B.比例復(fù)制C.方根復(fù)制

D.均勻復(fù)制

7、副本刪除發(fā)生的原因主要包括（D）。

A.副本的生命周期結(jié)束B.副本被訪問頻率低

C.副本所在節(jié)點存儲空間不夠或處理能力達到極限D(zhuǎn).以上都是

8、以下不屬于靜態(tài)副本管理策略的優(yōu)點的是（B）。

A.復(fù)制方案固定B.可對文件訪問模式和訪問節(jié)點的范圍進行預(yù)

測

C.簡化后期副本管理的復(fù)雜性D.結(jié)構(gòu)簡單

9、以下不屬于集中式副本管理策略的優(yōu)點的是（A）。

A.文件副本的數(shù)量快速增加B.全盤了解整個云存儲系統(tǒng)

C.快速知道任意節(jié)點及副本的狀態(tài)情況D.結(jié)構(gòu)簡單

10、以下關(guān)于分布式副本管理策略描述錯誤的是（C）。

A.將整個云存儲系統(tǒng)的副本管理分布在各個存儲節(jié)點上

B.各個存儲節(jié)點之間可采用類似心跳機制進行通信

C.隨著文件副本的數(shù)量不斷增加，其負載會急劇增加

D.維護存儲節(jié)點間通信所花費的代價較大

11、Paxos云存儲系統(tǒng)中的主要角色不包括（C）。

A.提議者B.決策者C.執(zhí)行者

D.學(xué)習(xí)者

12、以下關(guān)于S3的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)描述錯誤的是（B）。

A.包含存儲桶和存儲對象

B.存儲桶是S3中對數(shù)據(jù)進行排序的唯一方法

C.每個存儲對象都必須存儲在一個存儲桶中

D.存儲桶的名稱唯一

13、S3的性能優(yōu)勢包括（D）。

A.持久性和可用性B,彈性和可擴展性

C.高數(shù)據(jù)訪問速度和用戶接口簡單D.以上都是

14、云存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，主要由（A）承擔存儲數(shù)據(jù)文件的任務(wù)。

A.存儲節(jié)點B.控制節(jié)點C.任務(wù)節(jié)點D.數(shù)據(jù)節(jié)點

15、Paxos算法用于解決分布式系統(tǒng)中的（C）問題。

A.副本部署B(yǎng),副本數(shù)量控制C,數(shù)據(jù)一致性D.副本刪除

3.2填空題

1、云存儲將網(wǎng)絡(luò)中大量存儲設(shè)備通過（集群系統(tǒng)）、（虛擬化技術(shù)）或（分布式文件系統(tǒng)）

等組織起來。

2、云存儲在本質(zhì)上不僅是一種存儲（技術(shù)），還是一種（服務(wù)）。

3、云存儲模型自底向上可劃分為（存儲層）、（管理調(diào)度層）、（應(yīng)用接口層）和（訪問

層）。

4、目前的網(wǎng)絡(luò)存儲主要包含（網(wǎng)絡(luò)連接存儲/NAS）和（存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)/SAN）這兩種類型。

5、目前存在兩種數(shù)據(jù)復(fù)制模式分別是（同步復(fù)制模式）和（異步復(fù)制模式）。

6、在云存儲系統(tǒng)中，副本管理機制的主要內(nèi)容包括（副本部署）、（副本數(shù)顯控制）、（數(shù)

據(jù)一致性保障）、（副本刑除）等機制。

7、隨機部署方法中選擇整個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的隨機選擇法可運用（多哈希函數(shù)）和（關(guān)聯(lián)哈希）

等方法來實現(xiàn)。

3.3簡答題

1、請描述云存儲系統(tǒng)的主要優(yōu)勢。

答：

?低成本。用戶采用云存儲服務(wù)，無須自行購置存儲軟硬件系統(tǒng)，也無須自行運營、

維護、災(zāi)備恢復(fù)等，從而顯著降低數(shù)據(jù)存儲的成本。

?高安全性。專業(yè)的云服務(wù)提供商提供的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，廣泛采用數(shù)據(jù)副本和備份機

制，使業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲變得更加安全、可靠：數(shù)據(jù)在傳輸過程中也可以得到有

效保護，傳愉更穩(wěn)定。

?易擴展。從用戶的角度來看，用戶無須預(yù)測將來對存儲空間的需求，可按需動態(tài)申

請存儲空間，云服務(wù)提供商一般采用按需計費的存儲空間租賃服務(wù)政策；從系統(tǒng)的

角度來看，云存偌系統(tǒng)本身也可動態(tài)擴展存儲資源池，當新的存儲節(jié)點添加到系統(tǒng)

時，會自動實現(xiàn)資源擴展。

?豐富接口。目前的商用云存儲系統(tǒng)一般都提供了豐富的應(yīng)用程序接口（API）,為

用戶及應(yīng)用提供了便捷的開發(fā)與運行平臺。

?支持同步。基于云存儲平臺，用戶可以在多臺設(shè)備（如筆記本電腦、平板電腦、智

能手機、智能手表等）之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)、程序、狀態(tài)的同步，從而為多設(shè)備協(xié)同提供

支持。

?災(zāi)備恢復(fù)。網(wǎng)絡(luò)備份一般是通過專業(yè)的數(shù)據(jù)存儲管理軟件結(jié)合相應(yīng)的硬件和存儲設(shè)

備來實現(xiàn)的，云存儲基于多數(shù)據(jù)中心平臺，云計算數(shù)據(jù)中心通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)副本

存儲在異地的云計算數(shù)據(jù)中心中，即搬遷數(shù)據(jù)異地備份，一旦發(fā)生地震、洪水等巨

大災(zāi)害，也能實現(xiàn)災(zāi)備恢復(fù)。

2、請簡述GFS系統(tǒng)中三類節(jié)點。

答：

?客戶端。客戶端是GFS提供給應(yīng)用程序的訪問接口，是一組專用接口，以庫文件

的形式提供，應(yīng)用程序可直接調(diào)用這些庫函數(shù)。

?主服務(wù)器。主服務(wù)器是GFS的管理節(jié)點，在邏輯上只有一個，用于保存系統(tǒng)的元

數(shù)據(jù)、負責整個文件系統(tǒng)的管理。

?數(shù)據(jù)塊服務(wù)器。數(shù)據(jù)塊服務(wù)器負責具體的存儲工作，數(shù)據(jù)以文件的形式存儲在數(shù)據(jù)

塊服務(wù)器上，數(shù)據(jù)塊服務(wù)器的數(shù)目直接決定了GFS系統(tǒng)的規(guī)模。GFS將文件按照

預(yù)設(shè)的大小進行分塊，每一塊稱為一個數(shù)據(jù)塊（Chunk）,每個數(shù)據(jù)塊都有一個對

應(yīng)的索引號（Index）o

3、與傳統(tǒng)的分布式文件系統(tǒng)相比，GFS文件系統(tǒng)根據(jù)搜索等應(yīng)用的特點進行了哪些方面的

優(yōu)化？

答：

?中心化管理模式。GFS采用中心化管理模式對整個文件系統(tǒng)進行管理，簡化了設(shè)

計，降低了實現(xiàn)難度。主服務(wù)器管理分布式文件系統(tǒng)中所有的元數(shù)據(jù)，維護一個命

名空間，在系統(tǒng)添加一個新的數(shù)據(jù)塊服務(wù)器非常容易，數(shù)據(jù)塊服務(wù)器只需要在主服

務(wù)器上注冊即可，當然，中心化管理模式也有一些固有的缺點，如主服務(wù)器可能成

為整個系統(tǒng)的性能瓶頸等。

?不緩存數(shù)據(jù)。緩存機制是提高文件系統(tǒng)性能的重要手段。為了提高文件系統(tǒng)的性能,

有必要實現(xiàn)緩存機制。然而，GFS文件系統(tǒng)沒有進行緩存，主要是因為Google認

為大多數(shù)應(yīng)用程序的讀寫都是按流的順序進行的，重復(fù)讀寫的頻率不高，不線存數(shù)

據(jù)對系統(tǒng)的整體性能影響并不大；對于頻繁讀取的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊服務(wù)器則可利用本

地操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)緩存機制來優(yōu)化性能。

?基于用戶模式。根據(jù)應(yīng)用程序?qū)ο到y(tǒng)資源和機器指令的使用權(quán)限，可以將處理器設(shè)

置為不同的模式，如內(nèi)核模式與用戶模式，處于不同模式的CPU允許執(zhí)行的指令

集合不一樣，這和操作權(quán)限密切相關(guān)。在內(nèi)核模式下，CPU既可以執(zhí)行特權(quán)指令,

也可以執(zhí)行非特權(quán)指令；在用戶模式下，CPU只允許執(zhí)行非特權(quán)指令。GFS的管

理與工作進程都運行在用戶模式下，單個進程不會影響整個操作系統(tǒng)，從而提升了

整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。GFS和操作系統(tǒng)在不同的空間運行，盡量采用松耦合，提升

了彼此的通用性，便于GFS和內(nèi)核的單獨升級。

?提供專用API.GFS提供了專用API,API以庫文件的形式提供，應(yīng)用程序通過調(diào)

用這些API來完成對GFS文件系統(tǒng)的訪問。專用API可以根據(jù)應(yīng)用程序的屬性為

應(yīng)用程序提供個性化的支持。應(yīng)用程序通過專用API直接與客戶端、主服務(wù)器、

數(shù)據(jù)塊服務(wù)器交互，更為簡單、便捷。

?提供容錯機制。GFS中主服務(wù)器存儲三種類型的GFS元數(shù)據(jù)，包括命名空間（整

個文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)）、數(shù)據(jù)庫和文件名的映射表、數(shù)據(jù)庫副本位置信息。為了

防止主服務(wù)器完全崩潰導(dǎo)致命名空間等數(shù)據(jù)的丟失，GFS提供了主服務(wù)器的遠程

實時備份；GFS主要使用副本來實現(xiàn)數(shù)據(jù)塊服務(wù)器的容錯?，多個相同的數(shù)據(jù)副本

分布在不同的數(shù)據(jù)塊服務(wù)器I：,在寫入或修改數(shù)據(jù)時所有副本都必須成功寫入才能

視為操作成功。

?提供系統(tǒng)管理機制。作為分布式文件系統(tǒng)，GFS由相應(yīng)的系統(tǒng)管理機制支持整個

GFS的應(yīng)用。GFS是一種構(gòu)建大規(guī)模集群之上的文件系統(tǒng)，節(jié)點數(shù)量眾多。這些

節(jié)點常出現(xiàn)故障，需要集群監(jiān)控技術(shù)來在盡可能短的時間內(nèi)找到并確定發(fā)生故障的

節(jié)點和原因。當增加?個新的數(shù)據(jù)塊服務(wù)器時，GFS支持節(jié)點的動態(tài)加入和系統(tǒng)

擴展。

4、分布式文件系統(tǒng)的透明性主要指哪些方面？

答：

?位置透明性。在具有位置透明性的分布式文件系統(tǒng)中，用戶看到的是全局名字空間，

用戶訪問文件不需要知道文件的物理存儲位置，在創(chuàng)建文件時，分布式文件系統(tǒng)自

動選擇合適的存儲位置。

?故障透明性。當部分服務(wù)器出現(xiàn)故障、離線或網(wǎng)絡(luò)不可用時，分布式文件系統(tǒng)必須

為用戶提供持續(xù)的存儲服務(wù)，讓用戶不會感知到內(nèi)部的服務(wù)器故障。

?遷移透明性。在文件和目錄的物理存儲位置改變時不需要改變名字，甚至在數(shù)據(jù)遷

移過程中，數(shù)據(jù)仍然是可訪問的。

?副本透明性。分布式文件系統(tǒng)通常在不同節(jié)點上保存同一文件的多個副本，用戶不

必知道文件副木細節(jié)，副木的產(chǎn)生、分布和訪問都是自動的口為。

?并發(fā)透明性。具有并發(fā)透明性的分布式文件系統(tǒng)能夠保證并發(fā)的用戶文件訪問之間

不會發(fā)生沖突，解決了共享文件的讀寫一致性問題。

5、請對比分析云存儲系統(tǒng)中的集中式副本管理策略和分布式副本管理策略。

答：

?集中式副本管理策略。集中式副本管理策略是?種典型的索引節(jié)點策略，在云存儲

系統(tǒng)中會把所有的文件的元數(shù)據(jù)信息集中起來，方便管理。其中針對元數(shù)據(jù)節(jié)點的

操作包括系統(tǒng)對副本的創(chuàng)建、布局以及副本的放置位置。集中式管理策略的優(yōu)點是

對整個云存儲系統(tǒng)有全盤的了解，可以快速知道任意節(jié)點及副本的狀態(tài)情況，但其

缺點也非常明顯，隨著文件副本的數(shù)量不斷增加，作為獨立出來的中心節(jié)點，共負

我會急劇增加，容易成為云存儲系統(tǒng)的性能瓶頸。

?分布式副本管理策略。分布式副本管理策略將整個云存儲系統(tǒng)的副本管理分布在各

個存儲節(jié)點上。各個存儲節(jié)點之間可采用類似心跳機制進行通信，從而指導(dǎo)相互連

接的存儲節(jié)點之訶的信息來協(xié)同完成的副本管理。分布式副本管理策略對各個存儲

節(jié)點的性能有一定的要求，雖然沒有集中式副不管理策略的性能瓶頸，但是維護存

儲節(jié)點間通信所花費的代價較大，增加了網(wǎng)絡(luò)的通信成本。

6、數(shù)據(jù)備份應(yīng)用于容災(zāi)系統(tǒng)時需要考慮的主要問題有哪些？

答：

?備份窗口。備份窗口是指應(yīng)用程序允許完成數(shù)據(jù)備份作'業(yè)的時間。由于數(shù)據(jù)備份作

業(yè)會導(dǎo)致主機的性能下降，甚至使服務(wù)水平不可接受，因此數(shù)據(jù)備份作業(yè)必須在停

機或業(yè)務(wù)量較小時進行。典型的解決途徑包括加快備份速度和實現(xiàn)在線備份等。

?恢兔時間。備份數(shù)據(jù)的恢復(fù)時間直接關(guān)系到容忍業(yè)務(wù)停止服務(wù)的最長時間，當備份

數(shù)據(jù)量較大或者備份策略比較復(fù)雜時.，備份數(shù)據(jù)往往需要較長的恢復(fù)時間。

?備份間隔。鑒于數(shù)據(jù)備份作業(yè)對主機系統(tǒng)的性能影響，數(shù)據(jù)備份作業(yè)之間的間隔不

能太短;然而數(shù)據(jù)備份作業(yè)之間的間隔不能也不能太長,在兩次備份之間發(fā)生意外,

數(shù)據(jù)的丟失量太大對于一些重要的信息系統(tǒng)是不可接受的。

?數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性，數(shù)據(jù)備份的目的是數(shù)據(jù)恢復(fù)，但往往由于存儲介質(zhì)失效、人為錯

誤、備份出錯等原因，造成備份數(shù)據(jù)的不可恢復(fù)。

?數(shù)據(jù)備份的成本,數(shù)據(jù)備份的本質(zhì)是用數(shù)據(jù)冗余來提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性；高頻率、高

穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)備份的成本一般也較高。

3.4解答題

1、假設(shè)有一個3軍問題，提供以下信息:

?I支紅軍在山谷里扎營，在周圍的山坡上駐扎著3支藍軍；

?紅軍比任意1支藍軍都要強大：如果1支藍軍單獨作戰(zhàn)，紅軍勝；如果2支或以上藍軍

同時進攻，藍軍勝；

?三支藍軍需要同步他們的進攻時間；但他們惟一的通信媒介是派通信兵步行進入山谷，

在那里他們可能被俘虜，從而將信息丟失；或者為了避免被俘虜，可能在山谷停留很長

時間；

?每支軍隊有1個參謀負責提議進攻時間；每支軍隊也有I個將軍批準參謀提出的進攻時

問；很明顯，1個參謀提出的進攻時間需要獲得至少2個將軍的批準才有意義；

請回答以下問題：

?是否存在一個協(xié)議，能夠使得藍軍同步他們的進攻時間？

?根據(jù)下圖并利用該協(xié)議描述兩個參謀先后提議的場景。

參謀2

將軍1

將軍2

將軍3

答：

第一問：可采用Paxos協(xié)議。

補充：

參謀和將軍需要遵循一些基本的規(guī)則：

?參謀以兩階段提交（prepare/commit）的方式來發(fā)起提議，在prepare階段需要給出?個

編號；

?在prepare階段產(chǎn)生沖突，將軍以編號大小來裁決，編號大的參謀勝出；

?參謀在prepare階段如果收到了將軍返回的已接受進攻時間，在commit階段必須使用

這個返回的進攻時間；

第二問：

?參謀1發(fā)起提議，派通信兵帶信給3個將軍，內(nèi)容為（編號1）；

?3個將軍收到參謀I的提議，由于之前還沒有保存任何編號，因此把（編號1）保存下

來，避免遺忘：同時讓通信兵帶信回去，內(nèi)容為（ok）；

?參謀1收到至少2個將軍的回復(fù)，再次派通信兵帶信給3個將軍，內(nèi)容為（編號I,進

攻時間I）;

?3個將軍收到參課1的時間，把（編號1,進攻時間I）保存下來，避免遺忘；同時讓

通信兵帶信回去，內(nèi)容為（Accepted）；

?參謀1收到至少2個將軍的（Accepted）內(nèi)容，確認進攻時間已經(jīng)被大家接收；

?參謀2發(fā)起提議，派通信兵帶信給3個將軍，內(nèi)容為（編號2）；

?3個將軍收到參謀2的提議，由于（編號2）比（編號1）大，因此把（編號2）保存下

來，避免遺忘；又由于之前已經(jīng)接受參謀I的提議，因此讓通信兵帶信回去，內(nèi)容為（編

號1,進攻時間1）;

?參謀2收到至少2個將軍的回復(fù)，由于回復(fù)中帶來了已接受的參謀1的提議內(nèi)容，參謀

2因此不再提出新的進攻時間，接受參謀1提出的時間；

第四章云計算系統(tǒng)監(jiān)管習(xí)題

4.1選擇題

1、在云計算系統(tǒng)中，重點監(jiān)管的資源包括（D）。

A.計算資源B.存儲資源C.網(wǎng)絡(luò)資源D.以上都是

2、網(wǎng)絡(luò)資源常用的衡量指標不包括（B）。

A.帶寬D.存儲空問C.誤碼率D.延時

3、以下關(guān)于集中式監(jiān)測描述錯誤的是（B）。

A.采用客戶端/服務(wù)器模式

B.主要由被監(jiān)測節(jié)點處理獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)

C,被監(jiān)測節(jié)點上安裝監(jiān)測代理守護進程

D.較適用于被監(jiān)測節(jié)點數(shù)量有限的應(yīng)用場景

4、分布式監(jiān)測架構(gòu)的組成不包括（D）。

A.中心監(jiān)測節(jié)點B.局部監(jiān)測節(jié)點C.被監(jiān)測節(jié)點D.數(shù)據(jù)節(jié)點

5、以下關(guān)于分布式監(jiān)測描述錯誤的是（A）。

A.局部監(jiān)測節(jié)點協(xié)同處理本局部監(jiān)測域內(nèi)的監(jiān)測信息，并上報監(jiān)測信息

B.將整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)根據(jù)一些要求劃分為多個局部監(jiān)測域

C.采用分布式匯聚的方式分擔監(jiān)測任務(wù)

D.中心監(jiān)測節(jié)點接收局部監(jiān)測節(jié)點匯聚的本域監(jiān)測信息

6、分布式監(jiān)測架構(gòu)的優(yōu)點不包括（D）。

A.網(wǎng)絡(luò)負載低B.可靠性高C.適合被監(jiān)測節(jié)點規(guī)模較大的環(huán)境D.延時小

7、靜態(tài)監(jiān)測信息是指與物理節(jié)點和虛擬機本身相關(guān)的監(jiān)測信息，一般不包括?（B）。

A.主機名B.CPU利用率C.CPU個數(shù)D.主機IP地址

8、以下關(guān)于分布式協(xié)同監(jiān)測模型描述錯誤的是（C）。

A.采用了一種分散和協(xié)作的架構(gòu)

B.包括主監(jiān)測節(jié)點、消息路由器、數(shù)據(jù)節(jié)點，以及數(shù)據(jù)節(jié)點上運行的守護進程

C.數(shù)據(jù)節(jié)點彼此完全獨立

D.數(shù)據(jù)節(jié)點既可能是物理服務(wù)器節(jié)點，也可能是虛擬機

9、在分布式協(xié)同監(jiān)測模型中，（C）被用來接收被監(jiān)測節(jié)點周期性報告自己心跳信息，表

明自身活性。

A.全局路由表B.局部路由表C.全局隊列D.數(shù)據(jù)節(jié)點自身的消息隊列

10、SDN架構(gòu)一般不包括（A）。

A.存儲層B.應(yīng)用層C.控制層D.設(shè)備層

II、在設(shè)計任務(wù)調(diào)度機制時，需要考慮的因素包括（D）。

A.系統(tǒng)的設(shè)計目標B.系統(tǒng)的資源利用率

C.均衡系統(tǒng)的全局性能和局部性能D.以上都是

12、以下對Nagios描述錯誤的是（A）。

A.NagiosCore是Nagios的核心組件，包括核心監(jiān)測引擎和Web界面，監(jiān)測都是由該

組件實現(xiàn)的

B.NagiosPlugin是基于NagiosCore定義的接口所嚴發(fā)的插件

C.插件位于監(jiān)測邏輯和監(jiān)測對象之間，充當監(jiān)測拙象層

D.NagiosAddons是一個額外的項目，可以實現(xiàn)Nagios不包含的功能

4.2填空題

1、資源監(jiān)管通常包括（資源部署）、（資源配置）、（資源監(jiān)測）、（資源管理）和（資

源調(diào)度）等功能。

2、云計算系統(tǒng)資源監(jiān)管的架構(gòu)主要包括（物理資源監(jiān)管）、（虛擬資源監(jiān)管）、（資源監(jiān)

測）和（系統(tǒng)管理）這四個模塊。

3、對于單點故障問題，可以設(shè)置（鏡像備份）的方式，即建立備份系統(tǒng)和監(jiān)測節(jié)點的輔助

節(jié)點。

4、監(jiān)測數(shù)據(jù)主要分為（靜態(tài)數(shù)據(jù)）和（動態(tài)數(shù)據(jù)）這2種類型。

5、分布式協(xié)同監(jiān)測可采用（先進消息隊列協(xié)議/AMQP）作為消息傳遞協(xié)議，實現(xiàn)了節(jié)點間

通信。

6、在分布式協(xié)同監(jiān)測模型中（全局隊列）被用來接收被監(jiān)測節(jié)點周期性報告自己心跳信息,

表明自身活性。

7、云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)通常采用Dcell結(jié)構(gòu)、胖樹結(jié)構(gòu)和雪花結(jié)構(gòu)等；其中（DcelD和（雪花

結(jié)構(gòu)）是常用的遞歸結(jié)構(gòu)，（胖樹結(jié)構(gòu)）是樹狀結(jié)構(gòu)的典型代表。

8、云計算系統(tǒng)中典型的任務(wù)調(diào)度模型可由（監(jiān)測模塊）、（任務(wù)獲取模塊）、（任務(wù)執(zhí)行

模塊）和（通信模塊）等組成。

9、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管的復(fù)雜性取決于網(wǎng)絡(luò)資源的（數(shù)最）和（種類）。

4.3簡答題

1、云計算系統(tǒng)的資源監(jiān)管要達到哪些主要目標？

答：

?低自動化監(jiān)管。自動化是指整個云計算系統(tǒng)在盡量少甚至完全不需要人工干預(yù)的情

況下，自動完成資源部署、資源配置、資源監(jiān)測、資源管理、資源調(diào)度等各項監(jiān)管

功能。

?資源優(yōu)化。云計算系統(tǒng)需要靈活實施多種資源調(diào)度策略來對系統(tǒng)資源進行統(tǒng)籌安

排，資源優(yōu)化通常包含資源調(diào)優(yōu)、負載均衡等.

?虛擬資源監(jiān)管：虛擬資源是在物理資源上實施虛擬化技術(shù)后產(chǎn)生的，因此動態(tài)地對

虛擬機、容器等虛擬資源進行監(jiān)管變得尤為重要。

?彈性可伸縮：彈性可伸縮是指云計算系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模、資源種類數(shù)量的增大或

減小，按需增加或減少資源的監(jiān)管能力。

2.云計算系統(tǒng)中的資源監(jiān)測存在哪些主要挑戰(zhàn)？

答：

?系統(tǒng)規(guī)模巨大。云計算系統(tǒng)通常有多個云數(shù)據(jù)中心，每個云數(shù)據(jù)中心包含了數(shù)以萬

計物理服務(wù)器，每個物理服務(wù)器上又運行著數(shù)十個虛擬機。規(guī)模龐大的云計算系統(tǒng)

必然給云監(jiān)測帶來巨大的壓力。

?資源異構(gòu)性。云數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式等類型多樣，服務(wù)器

之間的配置千差萬別，異構(gòu)性大大增加了資源監(jiān)測的難度。

?服務(wù)多樣性。云計算系統(tǒng)提供了諸如計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等各類服務(wù)，而不同的服務(wù)

需要監(jiān)測的內(nèi)容和目標也不相同。

?費源動態(tài)性。云計算系統(tǒng)中的被監(jiān)測資源本身具有動態(tài)變化性，如物理節(jié)點的動態(tài)

增減和虛擬機的動態(tài)部署，需要不時地更新監(jiān)測對象。

?性能與監(jiān)測矛盾性。云計算系統(tǒng)的資源監(jiān)測不能影響系統(tǒng)本身的正常運行，需要盡

可能地減少資源監(jiān)測的開銷，如何有效平衡資源監(jiān)測性能和系統(tǒng)正常運行也是?個

難點。

3、相較于傳統(tǒng)的系統(tǒng)監(jiān)測，云計算系統(tǒng)中的資源監(jiān)測需求有哪些？

答：

?傳統(tǒng)的系統(tǒng)監(jiān)測側(cè)重于監(jiān)測特定的資源，利用相互獨立的模塊；云計算系統(tǒng)資源的

特點和規(guī)模導(dǎo)致云監(jiān)測必須從全局出發(fā)，監(jiān)測相關(guān)聯(lián)的所有組件，給出關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)

施資源的可用性和消費報告。

?傳統(tǒng)的系統(tǒng)監(jiān)測主要針對的是物理服務(wù)器，監(jiān)測簡單；而云計算系統(tǒng)的資源種類多

樣，不僅需要監(jiān)測物理服務(wù)器，還需要監(jiān)測在物理服務(wù)器上運行的虛擬機。

?云計算系統(tǒng)的資源負載多變，虛擬機不斷地被創(chuàng)建、遷移和刪除，物理服務(wù)器常出

于節(jié)能等目的被關(guān)機或休眠，這些原因?qū)е卤O(jiān)測拓撲不停變化，影響監(jiān)測的部署和

監(jiān)測負載均衡，因而監(jiān)測的可擴展性、均衡性、易部署性變得尤為重要。

?云計算系統(tǒng)的資源中存在大量冗余信息，影響了正常的監(jiān)測任務(wù)的執(zhí)行，甚至其他

業(yè)務(wù)。在不影響監(jiān)測任務(wù)的基礎(chǔ)上有效過濾冗余信息，只呈現(xiàn)有價值的監(jiān)測信息，

可以減少不必要的網(wǎng)絡(luò)開銷，減輕監(jiān)測負載。

?提供支持有效管理的可視化監(jiān)測界面，以便系統(tǒng)管理員快捷地了解云計算系統(tǒng)全局

和局部資源的使用情況。

4、請描述下務(wù)調(diào)度遵循的基本原則。

答：

?調(diào)度的合理性。調(diào)度的合理性是指在進行任務(wù)調(diào)度時，既要保證實現(xiàn)特殊的功能，

同時要讓各個任務(wù)分配到所需的資源。例如I,有些任務(wù)有實時性需求，有些任務(wù)有

低能耗需求，任務(wù)調(diào)度要能滿足各自的特殊要求，同時還要盡量滿足云計算系統(tǒng)中

各個任務(wù)能夠分配到所需的資源。

?調(diào)度的有效性。調(diào)度的有效性體現(xiàn)在云計算系統(tǒng)中的CPU、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等資

源得到合理有效的分配，使資源得到充分的利用，提升資源利用率。

5、Nagios具備哪些主要功能？

答：

?監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如SMTP、POP3、HTTP、NNTP和PING等）情況。

?監(jiān)測主機資源（如CPU負荷和磁盤利用率等）情況。

?插件化使得用戶可以方便地擴展自己服務(wù)的監(jiān)測方法。

?支持并行服務(wù)檢查機制。

?具有定義網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的能力，可及時發(fā)現(xiàn)主機宕機或不可達狀態(tài)。

?當服務(wù)或主機發(fā)生故障和解決故障時，可將相關(guān)信息發(fā)送給聯(lián)系人。

?定義了自動化處理程序，可預(yù)防服務(wù)或主機發(fā)生故障。

?支持自動的日志滾動功能。

?支持對主機的冗余監(jiān)測。

?提供用戶界面，方便管理員查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、通知和故障日志文件等。

4.4解答題

I、請具體描述分布式協(xié)同監(jiān)測的流程。

答：

分布式協(xié)同監(jiān)測的流程為：加入網(wǎng)絡(luò)一正常運行一退出網(wǎng)絡(luò)。

?加入網(wǎng)絡(luò)（某個數(shù)據(jù)節(jié)點（DN）首次加入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）

■運行在該節(jié)點上的守護進程將與消息路由通信，消息路由將為該節(jié)點建立一個

消息隊列。

■該節(jié)點主動向MN匯報其信息。MN將信息插入全局路由表。

■MN將合適的前繼節(jié)點的信息推送給該節(jié)點。

■該節(jié)點向消息路由的全局監(jiān)測隊列發(fā)布一個主題為“登錄”的消息包。

■當MN獲得“登錄”消息包時，立刻從消息包中提取所需監(jiān)測的節(jié)點信息（NID,

IP,QID）以及前繼節(jié)點信息。

■主節(jié)點修改全局路由表。

?正常運行

■ON監(jiān)測其前繼節(jié)點，同時又被其后繼節(jié)點監(jiān)測。

■分布式協(xié)同監(jiān)測的負載被均衡地分散到各個DN上。

■每個DN采集自身的資源利用情況（如CPU利用率），并周期性地向消息路由

中對應(yīng)的消息隊列推送監(jiān)測信息O

■每個DN持續(xù)監(jiān)聽其前繼節(jié)點對應(yīng)的消息隊列，從而獲得其前繼節(jié)點的監(jiān)測信

息。

■DN的狀態(tài)分為5