2025年工业互联网平台搭建实战项目考核试卷附答案

2025年工业互联网平台搭建实战项目考核试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在工业互联网平台中，MQTT协议最常用的QoS等级是A.0 B.1 C.2 D.3答案：B解析：QoS1保证“至少一次”送达，兼顾实时性与可靠性，工业场景普遍采用；QoS2虽“只有一次”但握手四次，延迟高，仅用于支付等强一致性场景。2.边缘节点使用KubeEdge接入云端时，下列哪项组件负责将DeviceCRD同步到边缘？A.CloudHub B.EdgeHub C.DeviceController D.EventBus答案：C解析：DeviceController运行在云端，监听DeviceCRD变化并通过CloudHub通道下发到边缘；EdgeHub仅做消息透传，不解析CRD。3.工业现场一台PLC的Modbus寄存器地址为40001，平台侧使用“功能码03、起始地址0x0000、长度10”读取，其映射到平台内部点位名规范应为A./modbus/plc1/4000140010 B./modbus/plc1/holdingregister/09 C./modbus/plc1/0x00000x0009 D./modbus/plc1/3000130010答案：B解析：平台侧统一采用“功能码+零基地址”命名，holdingregister对应功能码03，零基地址0映射40001，避免与线圈、输入寄存器混淆。4.时序数据库InfluxDB中，用于存储工业设备毫秒级振动数据的最佳field类型是A.string B.float C.boolean D.tag答案：B解析：振动幅值为连续量，float精度与压缩率平衡；tag仅用于索引，存高频采样值会导致高基数问题。5.在数字孪生模型中，采用DTDLv2描述一个三相电机，下列属性字段必须声明为“writable:true”的是A.额定功率 B.实时电流 C.启停命令 D.轴承温度答案：C解析：启停命令需平台下发，必须可写；其余为只读传感量或静态属性。6.工业APP通过OPCUA订阅2000个节点，若采用默认发布间隔0ms、采样间隔100ms，最可能触发的传输瓶颈是A.TCP拥塞 B.安全通道重协商 C.订阅缓冲区溢出 D.证书吊销检查答案：C解析：0ms发布间隔意味着服务器尽可能推送，2000节点×10次/秒=2万条/秒，默认缓冲区512KB极易溢出，导致丢弃通知。7.平台微服务使用SpringCloudGateway，需要把工业内网IP/24全部拒绝，最优雅的配置方式是A.在application.yml写spring.cloud.gateway.routes[0].predicates[0]=Path=/api/,/24B.自定义GlobalFilter，从Exchange获取远程地址后拒绝C.修改hosts文件 D.在nginx层deny答案：B解析：GlobalFilter可复用、可单元测试，且支持CIDR计算；A写法Path与IP混合语法错误；C、D脱离网关生命周期，无法统一熔断。8.工业AI模型在边缘GPU上推理时，使用TensorRTINT8量化，校准数据集的最小推荐样本量为A.10 B.100 C.500 D.1000答案：C解析：TensorRT官方建议500张以上覆盖动态范围，工业视觉场景缺陷样本稀缺，500可保证KL散度误差<1%。9.平台采用Vault做秘钥管理，下列哪条策略可确保运维人员无法解密密文，却能定期轮换密钥？A.给运维policy只授予“update”transit密钥 B.启用AppRole，设置token_max_ttl=1h C.使用PKCS11HSM D.开启SealWrap答案：A解析：Vault的transit引擎支持“rotate”与“update”分离，update仅可轮换，不可解密；B缩短ttl仅限制时效；C、D增强安全性但不解决权限分离。10.工业现场5GSA组网，URLLC场景下端到端时延要求<10ms，下列哪项参数需关闭？A.DRX长周期 B.TTI1ms C.256QAM D.MassiveMIMO答案：A解析：DRX长周期会引入休眠窗口，破坏时延确定性；TTI1ms是NR默认，256QAM与MIMO提升速率而非延迟。二、多项选择题（每题3分，共15分）11.关于工业边缘容器网络方案，下列哪些CNI插件支持IPv6双栈且能绑定SRIOV网卡？A.Calico B.Multus C.Macvlan D.Flannel答案：A、B、C解析：Calico3.8+支持双栈；Multus可附加Macvlan/SRIOV；Flannel仅vxlan/hostgw，无原生SRIOV。12.在工业互联网平台日志体系中，符合《GB/T222392019》三级等保要求的措施有A.日志留存≥6个月 B.集中时钟源误差≤1s C.使用AES256加密存储 D.支持日志防篡改（如MerkleTree）答案：A、B、D解析：标准未强制加密算法，C非必须；A、B、D为明确条款。13.工业微服务使用Istio，下列哪些指标可直接通过Prometheus获取而不需自定义Exporter？A.request_duration_milliseconds B.tcp_received_bytes C.container_cpu_usage_seconds D.kafka_consumer_lag答案：A、B、C解析：Istio默认暴露envoy_request_duration、istio_tcp_received；cadvisor暴露container_cpu；kafka_consumer_lag需独立jmxexporter。14.采用数字证书实现PLC与平台双向认证（mTLS），下列哪些扩展密钥用法(EKU)必须出现在PLC证书中？A.serverAuth B.clientAuth C.codeSigning D.timeStamping答案：A、B解析：PLC既作为服务端提供HTTPS，又作为客户端上传数据，需双向EKU；C、D无关。15.工业AI训练平台使用Kubeflow，下列操作会触发TFJob的backoffLimit重试？A.容器镜像拉取失败 B.OOMKilled C.用户代码主动exit0 D.节点NotReady导致Pod被驱逐答案：A、B、D解析：exit0视为成功，不计入重试；其余均为异常，受backoffLimit控制。三、判断题（每题1分，共10分）16.OPCUA的Alarm&Condition规范中，启用ConfirmedState要求客户端必须回执确认，否则服务器将无限重发通知。答案：错解析：服务器仅保留未确认状态，重发次数由MaxKeepAliveCount限制，不会无限重发。17.在InfluxDB中，tag值如果包含空格，写入时必须用双引号括起来。答案：错解析：tag值禁止双引号，空格需用反斜杠转义或改用下划线；双引号用于field值。18.使用TSN（TimeSensitiveNetworking）时，802.1Qbv门控列表一旦下发到交换机，即使PTP时钟失步也不会影响已调度流量。答案：错解析：PTP失步导致周期偏移，门控列表与窗口错位，流量仍会被误挡或冲突。19.工业边缘节点启用K3s并关闭traefik后，仍可正常使用Helm安装ingressnginx。答案：对解析：K3s默认traefik可通过disabletraefik关闭，再自行部署其他ingresscontroller，完全兼容Helm。20.在MQTT5.0中，如果服务器返回ReasonCode0x8B，表示“超出最大接收值”，客户端应降低发送频率。答案：对解析：0x8B即QuotaExceeded，服务器端流控触发，客户端需退避。四、填空题（每空2分，共20分）21.工业现场使用____协议可实现毫秒级时钟同步，其最新版本为IEEE1588____。答案：PTP，2019解析：PrecisionTimeProtocolv2.1在2019年发布，支持透明时钟、对等路径延迟。22.在Kubernetes中，给工业AI推理Pod注入GPU隔离，需使用____资源类型，并设置____限制。答案：/gpu，memory解析：GPU为扩展资源；同时需限制GPU显存，防止独占。23.若采用ApacheFlink做实时规则引擎，CEP库中量测温度连续三次>80℃且间隔<5s，其Pattern应使用____策略，并在____方法内定义。答案：within，followedBy解析：within(Time.seconds(5))限定窗口；followedBy保证顺序且允许相邻。24.工业防火墙开启“白名单+自学习”模式，首次上线需运行____天，确保覆盖____%以上正常流量。答案：7，95解析：依据IEC6244333，7个业务周期可覆盖95%工况，减少误拦。25.数字孪生模型采用BPMN2.0描述设备维修流程，其中____任务类型表示需人工审批，____网关用于并行检查。答案：User，Parallel解析：UserTask需人参与；ParallelGateway可拆分多分支同步检查。五、简答题（每题8分，共24分）26.某工厂需将现有ModbusTCP设备接入自研工业互联网平台，但发现平台侧并发读取200台PLC时，部分设备出现“连接超时”。请给出三层递进排查方案，并说明如何在不修改PLC程序的前提下提升并发能力。答案与解析：第一层：网络层——在边缘交换机做端口镜像，用Wireshark过滤modbus/tcp&&tcp.analysis.retransmission，若重传率>2%，则先排查交换机背板带宽与QoS，发现队列溢出则启用DRR调度并增大缓冲区。第二层：协议层——检查平台侧Modbus驱动是否共用单TCP长连接，若是，则改为连接池+批量读取，将200台设备按IP哈希拆分到20条通道，每条通道保持10设备/连接，减少PLC端TCP资源消耗。第三层：资源层——PLC默认同时打开8条连接，边缘侧通过“代理+缓存”方案：部署轻量代理网关，每台PLC仅维持1条连接，代理内部缓存holdingregister，平台侧高频访问代理内存而非直连PLC，可将并发提升10倍且零PLC改造。验证：在代理层注入故障模拟工具，保持200并发读，代理缓存命中率>90%，PLC端连接数恒定为1，超时率降至0%。27.说明如何利用eBPF技术实现工业容器网络的可观测性，并给出采集TCP重传、RTT的代码片段与指标落地路径。答案与解析：步骤1：编写eBPF程序，挂载至tcp_retransmit_skb与tcp_rcv_established钩子，提取sk>sk_mark识别工业业务Pod（通过cgroupid关联）。代码片段（核心）：```cSEC("kprobe/tcp_retransmit_skb")inttrace_retrans(structpt_regsctx){structsocksk=(structsock)PT_REGS_PARM1(ctx);u64cgroup_id=bpf_get_current_cgroup_id();u32retrans=1;bpf_map_update_elem(&retrans_map,&cgroup_id,&retrans,BPF_ANY);return0;}```步骤2：计算RTT，利用tcp_rcv_established读取tp>srtt_us，转换为毫秒。步骤3：通过BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY将数据推送到用户态，用户态用libbpf接收后写入PrometheusExporter，指标名：`container_tcp_retrans_total{cgroup="plcedge123"}``container_tcp_rtt_ms{cgroup="plcedge123"}`步骤4：Grafana配置告警，RTT>50ms或重传>5次/分钟触发SLO告警，联动IstioVirtualService自动切换至备用版本。效果：在5kPod规模下，CPU额外占用<1%，实现零侵入、毫秒级观测。28.某企业拟在2025年完成工业互联网平台三级等保测评，请列出“安全区域边界”控制点中“访问控制”项的必测证据清单，并给出一条自动化脚本用于持续核查防火墙规则一致性。答案与解析：证据清单：1.防火墙拓扑图与区域划分说明（DMZ、生产网、办公网）；2.访问控制策略表（源/目的/端口/动作/用途），需与业务一一对应；3.策略最小化证明：展示默认拒绝规则位于末行；4.策略变更记录：近6个月工单与评审记录；5.策略冗余与冲突检测报告；6.策略备份与恢复演练报告。自动化脚本（Python+iptables）：```pythonimportsubprocess,json,hashlibdefrules_hash():out=subprocess.check_output("iptablessave|grepE'^A'|sort",shell=True)returnhashlib.sha256(out).hexdigest()golden=json.load(open("golden_rules.json"))["hash"]ifrules_hash()!=golden:print("Firewalldriftdetected")exit(1)```脚本每日由Cron调用，若hash变化则发送飞书告警并创建Jira工单，确保访问控制策略持续符合等保要求。六、综合实战题（共31分）29.背景：某汽车焊装车间有120台ABB机器人，需搭建工业互联网平台实现“设备接入—数字孪生—AI质量预测—闭环控制”。给定资源：边缘服务器：CPU32核，内存128GB，GPURTXA600048GB，双端口25G网卡；现场网络：TSN域，802.1Qbv周期1ms，gPTP已同步；机器人控制器：IRC5，开放EXORtechOPCUAServer，提供RobotState、WeldCurrent、WeldVoltage、TorchAngle等节点共8000个，采样周期4ms；质量目标：将焊缺陷率从300ppm降至50ppm，预测延迟<50ms，控制指令下发<10ms。任务：（1）设计“云边端”架构图，并说明数据流与协议选择（6分）；（2）给出OPCUA订阅参数（发布间隔、采样间隔、队列深度）并计算最小网络带宽（4分）；（3）设计数字孪生模型DTDLv2，展示RobotState节点片段（4分）；（4）说明AI质量预测流水线：特征工程、模型选型、边缘推理优化、回控接口（8分）；（5）列出TSN调度表设计步骤，并给出0xABC焊机流量窗口分配（5分）；（6）给出平台安全方案：mTLS、零信任、证书自动化（4分）。答案与解析：（1）架构：端：IRC5→OPCUAPub/SuboverTSN，使用UADPUDPmulticast，减少点对点延迟；边：K3s+KubeEdge，运行OPCUAConsumer、FlinkCEP、TensorRT推理、DTwinService；云：AWSOutposts，运行KubeflowPipelines、时序数据湖、全局模型更新。数据流：机器人节点→TSN网络→边缘Consumer→Flink清洗→InfluxDB+GPU推理→DTwin→若缺陷概率>0.8则下发RobotProgramModify至机器人，闭环10ms内完成。（2）订阅参数：采样间隔4ms，发布间隔4ms，队列深度2（防抖动），数据包大小=8000节点×24byte≈192kB/周期，周期250Hz，带宽=192kB×250=48MB/s=384Mbps，25G网卡充足。（3）DTDL片段：```json{"@id":"dtmi:abb:RobotState;1","@type":"Interface","contents":[{"@type":"Property","name":"WeldCurrent","schema":"double","unit":"A"},{"@type":"Telemetry","name":"TorchAngle","schema":"double","unit":"degree"},{"@type":"Command",