2025年云计算虚拟化技术理论知识考核试题及答案

2025年云计算虚拟化技术理论知识考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在KVM虚拟化架构中，负责将GuestOS的I/O请求转发给宿主机内核的组件是A.QEMU-KVMB.libvirtC.virtio-netD.vhost-user答案：A解析：QEMU-KVM是用户态与内核态协同的I/O代理，负责把Guest的I/O指令翻译成宿主机系统调用。2.当OpenStackNeutron使用VXLAN模式时，用于抑制BUM流量的技术是A.EVPNType-3路由B.IGMPSnoopingC.Head-EndReplicationD.ARPResponder答案：C解析：Head-EndReplication由VTEP本地复制，减少泛洪。3.在容器运行时中，实现“rootlesscontainer”最核心的内核特性是A.usernamespacesB.seccompC.SELinuxD.capabilities答案：A解析：usernamespaces把容器内uid0映射到宿主机非特权uid，实现无root运行。4.某云厂商采用“内存超分+气球驱动”方案，当气球膨胀时，Guest中看到的空闲内存变化趋势是A.先降后升B.持续下降C.先升后降D.不变答案：B解析：气球驱动占用Guest物理页，Guest可用内存减少。5.SR-IOV的VF在PCI配置空间中暴露的最大BAR空间大小通常为A.4KiBB.64KiBC.256KiBD.16MiB答案：A解析：VF仅需最小配置空间，4KiB足够。6.在Kubernetes中，DevicePluginAPI的版本号从哪个正式版本开始稳定A.v1.8B.v1.10C.v1.14D.v1.18答案：B解析：v1.10进入beta，v1.14GA。7.当vSphere8的ESXi主机启用“可扩展资源池”功能时，DRS算法采用的预测模型是A.线性回归B.ARIMAC.LSTMD.随机森林答案：C解析：VMware使用LSTM预测未来5分钟负载。8.在Ceph的BlueStore中，用于减少写放大最关键的机制是A.DeferredWriteB.BlueFSWALC.BlobAllocatorD.BitmapFreelist答案：A解析：DeferredWrite把小写聚合成大块顺序写。9.某公有云提供“弹性RDMA”实例，其底层网络最可能基于A.RoCEv2B.iWARPC.InfiniBandHDRD.TCP/IP答案：A解析：RoCEv2可在以太网交换机上部署，云厂商易落地。10.当使用FirecrackerMicroVM时，Guest内核必须开启的配置是A.CONFIG_PARAVIRT_SPINLOCKSB.CONFIG_VIRTIO_MMIOC.CONFIG_KVM_GUESTD.CONFIG_XEN_BLKDEV_FRONTEND答案：B解析：Firecracker仅支持MMIOvirtio设备。11.在OpenStackCinder中，驱动若支持“Active-Active”多路径，需实现的接口是A.initialize_connectionB.create_exportC.update_migrated_volumeD.ensure_export答案：C解析：update_migrated_volume保证双活切换后路径一致。12.当K8sPod使用HugePages时，调度器优先考虑的策略是A.LeastRequestedPriorityB.BalancedResourceAllocationC.NodeResourcesFitD.ServiceSpreadingPriority答案：C解析：NodeResourcesFit检查节点HugePages剩余量。13.在AWSNitro系统里，负责加密EBS卷的组件是A.NitroSecurityChipB.NitroCardEBSC.NitroEnclavesD.NitroHypervisor答案：B解析：NitroCardEBS内置AES-256-XTS引擎。14.当使用KubeVirt运行VM时，VM的磁盘镜像实际存储在A.PVC的block模式B.PVC的filesystem模式C.HostPath卷D.ConfigMap答案：A解析：KubeVirt使用CDI导入qcow2到blockPVC，实现raw性能。15.在Serverless平台中，冷启动延迟占比最高的阶段是A.下载容器镜像B.创建沙箱C.初始化运行时D.用户代码执行答案：A解析：镜像层解压与下载占70%以上。二、多项选择题（每题3分，共30分）16.以下哪些技术可以降低虚拟机Exit次数A.postedinterruptsB.APICvC.VMCSshadowingD.EPThugepages答案：A、B、C解析：postedinterrupts与APICv减少中断Exit；VMCSshadowing减少VMEntry/Exit；EPThugepages降低EPTmiss，但不直接减少Exit。17.关于Kubernetes的TopologyManager，以下说法正确的是A.支持single-numa-node策略B.需要kubelet开启CPUManagerstatic策略C.与DeviceManager协同分配D.在1.29版本开始支持GPU拓扑答案：A、B、C解析：GPU拓扑由DevicePlugin上报，TopologyManager仅做对齐。18.以下哪些属于vSphere8的“可感知计算”新特性A.DPU加速vMotionB.vSpherePodServiceC.vLCMforGPUsD.vSANESA答案：A、C解析：vSpherePodService已弃用；ESA属于存储。19.在CephPacific版本后，BlueStore的“Allocator”可插拔实现包括A.BitmapB.AVLC.HybridD.Stupid答案：A、B、C解析：Stupid为早期实验版本，已移除。20.当使用KubeEdge时，EdgeCore的模块包含A.EdgeHubB.EventBusC.MetaManagerD.CloudHub答案：A、B、C解析：CloudHub运行在云端。21.以下哪些命令可以查看KVM虚拟机的vCPU实际在宿主机的物理CPU映射A.virshvcpuinfoB.virshemulatorpinC.taskset-pc<pid>D.cat/proc/<pid>/status答案：A、B、C解析：/proc/status仅显示调度掩码，不显示实时映射。22.在Linuxcgroupsv2中，以下哪些控制器支持“递归委派”A.memoryB.pidsC.cpuD.rdma答案：A、B、C解析：rdma控制器尚未支持委派。23.以下哪些属于GPU虚拟化中的“时间片”调度方案A.NVIDIAvGPUB.MIGC.rCUDAD.vGPUManager答案：A、C解析：MIG为空间划分；Manager为控制面。24.当使用Terraform管理多云资源时，可支持的“状态锁定”后端有A.ConsulB.OSSC.GCSD.AzureBlob答案：A、B、C、D解析：四大后端均支持通过MD5+Lease实现锁。25.以下哪些算法被用于云数据中心的“能耗感知调度”A.AntColonyOptimizationB.BestFitDecreasingC.ReinforcementLearningwithDQND.SimulatedAnnealing答案：A、C、D解析：BFD为经典装箱，不考虑PUE。三、判断题（每题1分，共10分）26.在KVM中，使用“virtio-blk”设备的Guest必须加载virtio_pci模块。答案：正确解析：virtio-blk依赖virtio-pci总线。27.OpenStackNova的“实时迁移”默认使用TCP/8890端口。答案：错误解析：使用libvirt-migration，端口由宿主机随机监听。28.当CephOSD使用“BlueStore+RocksDB”时，RocksDB的WAL可放置于慢速SATA盘。答案：错误解析：WAL需低延迟，应放SSD/NVMe。29.Kubernetes的VerticalPodAutoscaler在1.29版本已GA。答案：正确解析：VPA1.29正式GA。30.在Firecracker中，Guest的时钟源默认使用TSC，需宿主机开启constant_tsc。答案：正确解析：Firecracker把TSCpass-through给Guest。31.当vSphere集群启用vSANESA，不再需要CacheTier。答案：正确解析：ESA采用统一NVMe池，无缓存层概念。32.在Linux中，使用“memfd_create”创建的内存文件可被KSM合并。答案：正确解析：memfd匿名页受KSM扫描。33.容器镜像的“多架构清单”在DockerRegistry中存储为application/vnd.docker.distribution.manifest.list.v2+json。答案：正确解析：manifestlist指向不同架构的manifest。34.当使用IntelTDX技术时，Guest的内存加密密钥由TDXModule管理，而非ME。答案：正确解析：TDXModule是新的安全仲裁者。35.在AWSLambda中，把函数内存从512MB调到1024MB，CPU份额会线性翻倍。答案：正确解析：Lambda按内存比例分配vCPU。四、填空题（每空2分，共20分）36.在KVM中，用于把Guest物理地址翻译成宿主机物理地址的硬件单元缩写为________。答案：EPT37.当使用CephRBD为Kubernetes提供持久化存储时，用户态驱动插件名为________。答案：rbd-nbd38.在Linuxcgroupsv2中，默认的root控制组文件系统挂载点为________。答案：/sys/fs/cgroup39.当vSphere8的ESXi使用DPUs时，vMotion流量默认走________网络栈。答案：DPUvSphereDistributedServicesEngine40.在Kubernetes中，DevicePlugin的gRPC服务必须实现的两个核心方法为________和________。答案：Allocate、ListAndWatch41.当使用KubeVirt的“LiveMigration”时，迁移数据通过________通道传输。答案：virtio-serial42.在OpenStackNeutron的OVN机制中，用于实现分布式NAT的表项为________。答案：NATtable43.当使用Firecracker时，MicroVM的内存热插上限受________内核参数限制。答案：vm.memfd_max44.在容器网络接口CNI的规范中，用于返回容器网卡信息的字段为________。答案：interfaces45.当使用IntelIAA（In-MemoryAnalyticsAccelerator）时，QAT驱动在内核中的模块名为________。答案：idxd五、简答题（每题10分，共30分）46.描述KVM中“irqfd”机制的工作原理，并说明其如何减少VM-Exit。答案：irqfd是KVM为用户态提供的事件通道，内核创建一个eventfd并与GuestIRQ关联。当用户态向该eventfd写数据时，KVM直接在host内核注入IRQ给GuestAPIC，无需QEMU回到用户态处理，从而避免IO线程唤醒和VM-Exit。相比传统方式，irqfd把中断注入路径从“QEMU用户态→KVM→Guest”缩短为“host内核→Guest”，减少2次上下文切换与1次VM-Exit，延迟降低30%以上。47.说明Kubernetes中“MemoryQoS”功能如何结合cgroupsv2的memory.high与memory.max实现Pod级内存限流，并给出配置示例。答案：MemoryQoS在1.28alpha，利用cgroupv2memory.high实现软限流。当Pod内存超过memory.high时，内核通过直接回收与后台回收减慢分配速度，而非直接OOM。memory.max仍为硬上限。示例：```yamlapiVersion:v1kind:Podmetadata:name:qos-demospec:containers:-name:appimage:nginxresources:requests:memory:"200Mi"limits:memory:"400Mi"memoryQoS:highLimitPercent:80```kubelet计算memory.high=400Mi×80%=320Mi，写入cgroup接口。当内存>320Mi时，触发回收；>400Mi触发OOM。48.阐述CephCrimson项目的设计目标与关键技术，并对比传统OSD的性能提升点。答案：Crimson旨在重构OSD，解决传统OSD单线程Messenger、全局锁、线程切换开销大的问题。关键技术：1.Seastar框架：shared-nothing，per-coreshard，无锁消息队列，把POSIX线程模型改为future/promise异步模型；2.用户态NVMe驱动：基于SPDK，绕过内核，延迟<10µs；3.新的ObjectStore“CyanStore”：把RocksDB与BlueStore合并为Seastar原生kv，减少系统调用；4.新Messenger：crimson-msgr，采用DPDK+TCP零拷贝，单核可处理4Mpps。性能对比：4KB随机写，传统OSD单核8KIOPS，Crimson单核80KIOPS，提升10倍；尾延迟从20ms降至2ms；CPU利用率降低40%。六、综合应用题（共30分）49.某金融公司计划构建“两地三中心”容器云，要求：1.RPO=0，RTO<30s；2.网络延迟>80ms，带宽200Mbps；3.支持有状态服务（MySQL、Redis）。请给出：（1）总体架构图（文字描述即可）；（2）数据复制方案；（3）网络多活方案；（4）故障演练步骤。答案：（1）架构：-中心A：生产K8s集群，3Master+50Worker，部署MySQL主库、RedisCluster主分片；-中心B：同城热备，3Master+50Worker，MySQL半同步备库、RedisCluster从分片；-中心C：异地容灾，3Master+30Worker，MySQL异步备库、RedisCluster从分片；-统一存储：中心A、B采用StretchvSAN双活，中心C采用异步CephRBD镜像；-全局负载均衡：DNS+GlobalTrafficManager，健康检查探活。（2）数据复制：-MySQL：中心A→B采用增强半同步（after_sync），延迟<5ms；A→C采用binlogserver+压缩传输，延迟<800ms；-Redis：采用RedisCluster+Redis-Shake，A→B同步，A→C异步，每10sbatch；-存储：vSANStretchedCluster使用WitnessVM放第三机房，CephRBD采用rbd-mirror+journaling，每3s刷新。（3）网络多活：-采用CiliumClusterMesh，三个K8s集群共享PodCIDR规划（10.0.0.0/9分三段），通过BGPEVPNoverIPSec隧道加密；-Service使用GlobalServiceSync，基于cluster-id做权重负载；-入口采用EnvoyGateway+AnyCastIP，Anycast通过BGP通告到同城/异地IDC，流量就近进入。（4）故障演练：步骤1：模拟中心A整体掉电，关闭vSAN数据存储；步骤2：GTM探测A失败，DNS把域名解析到B；步骤3：B集群MySQL提升为主（MHA已预配VIP漂移），RedisCluster自动failover；步骤4：验证RTO=25s，RPO=0（半同步未丢数据）；步骤5：启动A恢复，vSAN自动重同步，K8s节点自动加入ClusterMesh；步骤6：回切流量，验证数据一致性：MySQL用pt-table-checksum，Redis用redis-full-check；步骤7：输出演练报告，优化MHA超时参数，缩短RTO至20s。50.某视频公司采用Kubernetes+KubeVirt运行转码业务，出现“虚拟机启动慢”问题，平均冷启动45s。请分析瓶颈并给出优化方案，要求：1.镜像体积从8GB降到2GB以内；2.启动时间<10s；3.支持并发创建100台VM。答案：瓶颈分析：-镜像层为全