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雲端與容器基礎

以三選一題型學習實現容器的命名空間與 cgroups、映像檔的層與寫入時複製、Dockerfile 的指令（RUN、CMD、ENTRYPOINT、COPY）、建置快取與指令順序、連接埠的公開、磁碟區與繫結掛載、標籤與摘要、多階段建置、Kubernetes 的 Pod、Deployment、Service、Ingress、Secret、調和與滾動更新、readiness／liveness 探測、自動擴展的計算、requests 與 limits、共同責任模型、可用區域、無伺服器、儲存的種類、隨需計費與預留方案的損益兩平點、資料傳輸費用、IaC、不可變基礎設施、藍綠部署與金絲雀部署，以及可觀測性。

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雲端與容器基礎的重點

如今許多 Web 服務與企業內部系統，都以封裝在容器中的應用程式形式在雲端上運作。容器是在共用主機作業系統核心的同時隔離行程的機制，以 Docker 建置映像檔，再以 Kubernetes 這類平台把容器配置到許多機器上、維持數量並進行更新。

本單元從命名空間與 cgroups、映像檔的層與寫入時複製、Dockerfile 的指令與建置快取、連接埠的公開、磁碟區與繫結掛載、標籤與摘要、多階段建置開始，介紹 Kubernetes 的 Pod、Deployment、Service、Ingress、Secret、期望狀態的宣告與調和、滾動更新的計算、readiness 探測與 liveness 探測、HorizontalPodAutoscaler 的計算，以及 requests、limits 與 Pod 的配置。接著確認雲端的共同責任模型、區域與可用區域、無伺服器與冷啟動、區塊、檔案與物件儲存、隨需計費的費用與預留方案的損益兩平點、資料傳輸費用、IaC 與不可變基礎設施、藍綠部署與金絲雀部署、成品只建置一次的想法、以環境變數提供設定，以及可觀測性。計算題的數值，包括錯誤選項的數值，都已用 Python 計算確認。價格全部是虛構的數值。超管理器、容器與虛擬機器的差異在「作業系統與硬體」，IaaS、PaaS、SaaS、水平擴展、冗餘化、即時遷移與CDN在「系統架構與可靠度設計」，負載平衡器與工作階段在「Web技術基礎」，CI/CD在「軟體開發與專案管理」，SLA在「IT服務管理與系統稽核」，Shell 與環境變數則在「Linux與命令列基礎」單元中介紹。

雲端與容器基礎的題目列表（40題）
  1. 在實現 Linux 容器技術的核心功能中，命名空間（namespaces）與 cgroups（控制群組）的角色組合，下列何者正確？
  2. 在 Linux 主機上使用 Docker，從以與主機不同的發行版為基礎的映像檔啟動容器，並在其中執行 uname -r（顯示核心版次的指令）與 cat /etc/os-release（顯示發行版資訊的指令）。關於結果的說明，下列何者正確？
  3. 關於容器映像檔與容器的關係，下列何者正確？
  4. 在從某映像檔啟動的容器內，修改了映像檔中所含的設定檔 /etc/app.conf。在 Docker 一般的儲存機制（overlay2 等）下發生的事，下列何者正確？
  5. 為了解開500 MB的封存檔 data.tar.gz，以上面的 Dockerfile 建置映像檔。雖然解開後在同一個 RUN 中刪除了封存檔，映像檔仍然大了一個封存檔的大小。原因與對策的組合，下列何者最適當？
  6. 有5個映像檔，都在同一個基礎映像檔（120 MB）之上各疊加30 MB的專屬層。不考慮層的壓縮與中繼資料的容量。把這5個映像檔全部拉取（pull）到1台伺服器時，映像檔使用的磁碟容量為下列何者？
  7. 在上面的 Dockerfile 中，以 docker build 建置映像檔時執行的指令，與以 docker run 啟動容器時執行的指令，其組合下列何者正確？
  8. 以 docker run pinger example.com 啟動由上面的 Dockerfile 建置的映像檔 pinger。在容器內執行的指令為下列何者？
  9. 以上面的指令，從在連接埠80等待連線的 Web 伺服器映像檔 nginx 啟動容器。主機的IP位址為 192.0.2.10，且沒有防火牆等限制。從同一網路中另一台PC的瀏覽器連線到這個 Web 伺服器的URL，下列何者正確？
  10. 上面的 Dockerfile（B），是把在 COPY . . 之後放 RUN npm ci 的 Dockerfile（A），改成只先複製相依套件檔案的順序。npm ci 需要120秒、npm run build 需要30秒、COPY . . 需要2秒，其他指令的時間可忽略。每天20次只修改 src 底下的原始碼（不修改 package.json 與 package-lock.json）後重新建置映像檔。在可使用上次建置的快取時，以每天建置時間的合計來看，B 比 A 少的時間為下列何者？
  11. 在 Docker 中，關於為了保留容器寫入的資料而使用的具名磁碟區（named volume）與繫結掛載（bind mount），下列何者正確？
  12. 指定 registry.example.com/team/web:1.4 來拉取（pull）映像檔。這個指定中各部分意義的組合，下列何者正確？
  13. scratch 是不含任何檔案的空映像檔。以上面的多階段建置 Dockerfile 建置的最終映像檔所包含的內容，下列何者正確？
  14. 在 Kubernetes 中，作為部署與管理的最小單位，把1個以上的容器組合在一起並讓它們共用同一IP位址與磁碟區的是下列何者？
  15. 在 Kubernetes 中，指定 replicas: 3 的 Deployment 有3個 Pod 在執行。以 kubectl delete pod 刪除其中1個 Pod 時發生的事，下列何者正確？
  16. 在 Kubernetes 的 Deployment 中，把 Pod 範本中的容器映像檔改成新版本。在預設的更新方式（RollingUpdate）下發生的事，下列何者正確？
  17. 在 replicas: 10 的 Deployment 中，把滾動更新的設定設為 maxSurge: 25%、maxUnavailable: 25%。更新途中 Pod 總數的上限與可用 Pod 數的下限，其組合下列何者正確？
  18. 在 Kubernetes 中，Pod 每次重新建立時IP位址都會改變。讓其他應用程式能以不變的名稱與位址，連線到以標籤選出的多個 Pod 並分散負載的資源，是下列何者？
  19. 在 Kubernetes 叢集中，希望把到達同一個主機名稱的 HTTPS 要求中，路徑以 /api 開頭的分配給 api 的 Service，其他的分配給 web 的 Service。適合用來訂定這個分配規則的資源是下列何者？
  20. 把資料庫的密碼存放在 Kubernetes 的 Secret 中。關於 Secret 的說明，下列何者正確？
  21. 某個 Web 應用程式在啟動後到讀取完快取的約60秒內無法處理要求，這段期間對 /ready 回傳503。在 Pod 的容器加上上面的設定時，其效果下列何者正確？
  22. 在 Kubernetes 上的 Web 應用程式中，讓 liveness 探測的檢查處理連相依的資料庫能否連線都一併檢查。這個設定可能發生的問題，下列何者最適當？
  23. 在 Kubernetes 的 HorizontalPodAutoscaler 中，把 Pod 的CPU使用率目標設為70%，Pod 數的範圍設為1～10。目前5個 Pod 的平均CPU使用率為30%。以 ⌈目前數量 × 目前使用率 ÷ 目標使用率⌉（⌈ ⌉ 為無條件進位）求所需 Pod 數時，所需的 Pod 數為下列何者？
  24. 在 Pod 的容器做了上面設定的 Deployment 中，有4個 Pod 在執行，每個 Pod 都使用400m（0.4核心）的CPU。HorizontalPodAutoscaler 的CPU使用率目標為60%，所需 Pod 數以 ⌈目前數量 × 目前使用率 ÷ 目標使用率⌉ 求得。所需的 Pod 數為下列何者？
  25. 在 Kubernetes 中，關於為容器設定的資源 requests 與 limits，下列何者正確？
  26. 有一個可分配資源為CPU 4核心、記憶體 8 GiB 的節點。各 Pod 的容器設定了 requests 為CPU 500m、記憶體 1.5 GiB，limits 為CPU 1核心、記憶體 2 GiB。沒有其他 Pod 與系統預留。這個節點最多可放置的 Pod 數為下列何者？
  27. 使用雲端的託管資料庫服務（由業者營運資料庫軟體的服務）。依共同責任模型的想法，一般仍屬於使用者責任的是下列何者？
  28. 在雲端中，把 Web 伺服器與資料庫的複本分散放在同一區域（region）內的多個可用區域的主要目的，下列何者適當？
  29. 在無伺服器函式（FaaS）中，有時只有一段時間沒被呼叫的函式的第一次呼叫，回應會慢數百毫秒到數秒。關於這個現象的說明，下列何者正確？
  30. 把雲端儲存用於以下3種用途：①作為磁碟連接到虛擬機器並建立檔案系統，放置資料庫的資料檔；②從多台伺服器同時掛載，作為共用目錄使用；③透過 HTTP 的 API 指定鍵（名稱）讀寫大量圖片，且不預先決定容量而持續增加。適合①～③的儲存種類組合，下列何者適當？
  31. 使用每小時40日圓（虛構單價）、只依使用時間計費的虛擬機器。平常讓2台在1個月（30天）內持續運作，平日的20天每天只有6小時配合負載追加4台。1個月的費用為下列何者？
  32. 某虛擬機器以只付使用時間的隨需計費為每小時50日圓；以事先承諾使用1年的預留方案，則不論使用時間多少，1年為262,800日圓（兩者皆為虛構價格）。以1年為8,760小時，1年的使用時間超過某個時數時，預留方案會比較便宜。該時數為下列何者？
  33. 許多公有雲在資料傳輸費用上的一般作法，下列何者符合？
  34. 以宣告式的 IaC（基礎設施即程式碼）工具，套用定義了網路與2台虛擬機器組成的檔案，建立了環境。緊接著在不做任何變更的情況下再次套用同一個檔案，此時發生的事，下列何者適當？
  35. 依不可變基礎設施的想法，更新正式環境伺服器軟體的方法，下列何者適當？
  36. 準備2套與正式環境組成相同的環境，一套維持執行目前的版本，另一套放入新版本並確認後，一次切換負載平衡器的導向目標。若有問題，就把導向目標切回，立即回到原本的版本。這種發布方法是下列何者？
  37. 在每小時接收12,000件要求的服務中，以金絲雀部署發布新版本，只把5%的要求送到新版本。新版本有使所收要求的3%失敗的缺陷，1小時後發現並把所有要求切回原本的版本。這1小時內因缺陷而失敗的要求件數為下列何者？
  38. 以 CI/CD 管線建置的容器映像檔，在預備（staging）環境中測試並合格了。把這個映像檔發布到正式環境的方法，下列何者最適當？
  39. 如上所示，不把資料庫的連線目標寫進映像檔，而是在啟動容器時以環境變數傳入。這個設計的主要優點，下列何者最適當？
  40. 在多個服務協同運作的系統中，想調查使用者的1個要求依什麼順序經過了哪些服務、在各服務分別花了多少時間。在用於可觀測性的資料中，最適合的是下列何者？

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