MEOW Server

111213076 郭哲瑋　111213078 陳逸憲　111213019 李玨叡　111213052 鄒啟翔

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Concept Development

我們在學習 Linux 與網路管理的過程中，最常遇到的一個問題是：
看懂教材，並不代表真的會修系統。

在課堂中，老師或助教示範完指令後，學生往往在實作時遇到困難，例如不知道從哪裡開始排錯、修了某個問題卻導致其他服務異常，甚至使整個系統無法回復。此外，由於每位學生的環境不同，問題也難以重現與比對。

然而，真實世界中的系統問題通常不是「一個指令就能解決」，而是需要反覆嘗試、修復、驗證與回復。但課堂時間有限，也難以為每位學生準備可不斷重置的實驗環境。

因此，我們設計並實作 MEOW Server ——
一個 可回復的 Linux 系統故障訓練平台，讓學生能在安全、可重置的環境中反覆練習系統管理與故障排除。

整體學習流程如下：

老師上傳教材 → 系統產生題目 →
每位學生取得獨立的練習環境（VM / Container） →
系統注入故障 → 學生修復 → 系統驗證 →
環境 rollback → 進入下一題

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Implementation Resources

• 作業系統：Ubuntu / Linux
• 虛擬化 / 容器
  • Docker（基礎練習環境）
  • Proxmox VE（進階版本，支援 VM Clone / Snapshot / Rollback）
• 後端
  • Node.js + Express（核心後端服務，API 與系統流程控制）
• 前端
  • 純 HTML / CSS / JavaScript
• 資料庫
  • MySQL（使用者、題目、進度、教材、提示記錄）
• AI 功能
  • OpenAI API
  • RAG（Retrieval-Augmented Generation）

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Existing Library / Software

• Node.js / Express.js
• Docker CLI
• Proxmox VE API
• MySQL 8.0
• OpenAI API（文字生成與 Embedding）
• SSH
• PDF-Parse

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Implementation Process

本專案的核心設計原則為：
每一題都在全新、可回復的系統狀態下進行。

1. 題目與故障設計

每一題以 template 形式定義，內容包含：

• id：題目編號
• desc：題目簡述
• explain：背景說明
• chaos_cmd：故障注入指令
• check_cmd：驗證指令（輸出包含 OK 即視為通過）
• hints：分級提示內容

出題時系統會執行 chaos_cmd，刻意破壞系統狀態，讓學生進行修復。

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2. 環境重置機制

Docker 版本

每次出題前，系統會自動執行：

docker rm -f trainee 2>/dev/null
docker run -d --name trainee meow-lab-image

確保每一題皆從乾淨環境開始。

Proxmox VM 版本

• 由 Template VM Clone 出學生專屬 VM
• 每題開始前 Rollback 至 clean_start Snapshot
• 題目完成後再次 Rollback，進入下一題

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3. 出題方式

系統支援以下三種出題模式：

• 手動出題：學生點擊「開始訓練」

• 自動出題：背景服務在無進行中任務時自動出題

• AI 出題（RAG）：

  • 教師上傳教材（PDF / Markdown / HackMD）
  • 系統進行文字抽取、切分與向量化
  • AI 根據教材內容生成題目描述
  • 自動匹配對應的故障腳本

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4. 智能提示系統（SRL）

為避免學生直接取得答案，系統設計 SRL（Self-Regulated Learning）分級提示機制：

• 第 1 次請求：模糊提示（引導思考方向）
• 第 2 次請求：提供診斷步驟與指令建議
• 第 3 次以上：提供完整修復流程

提示內容由 AI 結合教材與題目自動生成。

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Installation

環境需求

sudo apt update
sudo apt install -y docker.io

安裝 Node.js（18.x 以上）與 MySQL 8.0。

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Node.js 後端啟動

npm install
node src/app.js

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Usage

1. 開啟系統首頁，點擊 開始挑戰
2. 系統分配練習環境並注入第一題故障
3. 學生透過 SSH 連線至環境進行修復
4. 點擊 驗證 檢查修復結果
5. 通過後自動 rollback，進入下一題

進入練習環境（Docker）

sudo docker exec -it trainee bash

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Knowledge from Lecture

• Linux 系統管理
• 網路設定與服務管理
• Docker 與虛擬化概念
• Nginx、SSH、Firewall
• 系統故障排除流程

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Job Assignment

• 111213076 郭哲瑋：簡報製作、主題構想、Readme 撰寫、資料整理
• 111213078 陳逸憲：主題構想、資料整理
• 111213019 李玨叡：主題構想、初始系統架構建立
• 111213052 鄒啟翔：GitHub 維護、腳本設計、Readme 撰寫

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References

https://github.com/NCNU-OpenSource/student-labs https://github.com/labex-labs/linux-practice-challenges