Seminar 8ra: Kubernetes und Plattformintegration

Dieses Seminar überführt ausgewählte Architekturprinzipien aus dem 8ra-Umfeld in eine nachvollziehbare technische Lernplattform. Zwei vorbereitete Kubernetes-Cluster repräsentieren getrennte Cloud- und Edge-Umgebungen. An ihnen werden Anwendungen bereitgestellt, Unterschiede zwischen Standorten sichtbar gemacht und Integrationsentscheidungen praktisch überprüft.

Der Schwerpunkt liegt auf sauber beschriebenen Ressourcen, nachvollziehbarer Auslieferung und beherrschbaren Betriebsgrenzen. Kubernetes bildet dabei eine exemplarische technische Grundlage. Ein Verbund aus zwei Kubernetes-Clustern allein erfüllt noch keine vollständige Anbieterföderation; Identitäten, Zuständigkeiten, Servicebeschreibungen und Interoperabilität werden daher ausdrücklich mitbetrachtet.

Die Übungen umfassen CLI-Arbeit und die verfügbaren Verwaltungsoberflächen der vereinbarten Werkzeuge. Fehlerfälle bei Netzregeln, Speicheranbindung und Bereitstellung sind Teil des Lernwegs. Die vier Tage ermöglichen wiederholte Bereitstellung, eine Korrekturschleife und einen begrenzten Portabilitätstest.

Lernziele

• Getrennte Kubernetes-Umgebungen für einen Cloud-Edge-Anwendungsfall strukturiert vorbereiten.
• Anwendungen und zugehörige Konfiguration reproduzierbar zwischen Standorten ausliefern.
• Netz-, Speicher- und Identitätsabhängigkeiten einer vermeintlich portablen Anwendung nachweisen.
• Eine externe Servicefähigkeit über ein nachvollziehbares Ressourcen- und Zustandsmodell anbinden.

Seminarinhalte

Labor und Ressourcenmodell

• Clusterkontexte, Rollen, verfügbare APIs und Versionsstände der vorbereiteten Umgebung inventarisieren.
• Mandanten, Namespaces, Quotas und Ressourcenanforderungen passend zum Anwendungsfall einrichten.
• Steuerungs- und Nutzdatenpfade sowie administrative Verantwortungsgrenzen dokumentieren.
• Die Laborarchitektur den passenden ICRA-Schichten zuordnen und bewusst vereinfachte Teile markieren.

Netzwerk und Erreichbarkeit

• Service-Erreichbarkeit, DNS-Auflösung und externe Zugangspunkte pro Cluster prüfen.
• Ein Netzwerk-Plugin mit wirksamer NetworkPolicy-Unterstützung voraussetzen und seine Durchsetzung testen.
• Erlaubte Kommunikationspfade, erforderliche DNS-Ausnahmen und standortbezogene Freigaben schrittweise konfigurieren.
• Verzögerung und Verbindungsabbruch kontrolliert simulieren; Auswirkungen auf Anwendung und Steuerung getrennt beobachten.

Persistenz und Datenwege

• StorageClass, PersistentVolumeClaim und Speicherbereitstellung in beiden Umgebungen nachvollziehen.
• Speicherklassen, Zugriffsmodi und Datenhaltung als standortspezifische Eigenschaften dokumentieren.
• Anwendungskonfiguration von persistenten Daten trennen und einen konsistenten Sicherungsweg festlegen.
• Wiederherstellung von Beispieldaten durchführen; die Grenzen automatischer Datenübertragung zwischen Clustern beachten.

Reproduzierbare Auslieferung

• Versionierte Manifeste oder Paketdefinitionen mit Umgebungsparametern nachvollziehbar aufbauen.
• Artefakte nach Version oder Digest festlegen und Zugangsdaten getrennt von offen lesbarer Konfiguration verwalten.
• GitOps-Synchronisation mit dem vereinbarten Werkzeug, beispielsweise Flux, praktisch durchführen.
• Fehlerhafte Auslieferung erkennen, korrigieren und den zuvor freigegebenen Anwendungsstand wiederherstellen.

Plattform-APIs und Serviceanbindung

• Gewünschten und beobachteten Zustand sowie die Rückmeldung asynchroner Aufträge unterscheiden.
• Ein vorbereitetes Controller-Beispiel zur Bereitstellung einer externen Servicefähigkeit untersuchen.
• Kubernetes Resource Model und API-orientierte Plattformmuster im Umfeld von kcp fachlich einordnen.
• Anbieterbezogene Parameter durch ein kleines, dokumentiertes Ressourcenmodell kapseln und Fehler transparent zurückmelden.

Portabilität und Integrationsprüfung

• Eine Beispielanwendung auf dem zweiten Cluster mit denselben versionierten Artefakten bereitstellen.
• Endpoint-, Identitäts- und Speicherunterschiede bewusst behandeln und verbleibende Abhängigkeiten erfassen.
• Netzwerkfehler, unzureichende Ressourcen und einen fehlgeschlagenen Serviceauftrag systematisch diagnostizieren.
• Funktion, Wiederherstellung und Bereinigungsverfahren anhand definierter Prüfschritte abnehmen.

Betriebsvorbereitung

• Freigabeprozess, Zuständigkeiten und minimale Betriebsdokumentation für die Lernplattform festlegen.
• Versionen, Berechtigungen, Konfigurationen und bekannte Einschränkungen vollständig erfassen.
• Notwendige nächste Prüfungen vor einer produktiven Plattformintegration bestimmen.
• Arbeitsabläufe für Rücknahme, erneute Bereitstellung und kontrollierten Abbau der Testressourcen festhalten.

Praxisübungen

1. Beide Clusterkontexte prüfen und für jeden Standort einen abgegrenzten Arbeitsbereich anlegen.
2. Eine zustandslose Beispielanwendung aus versionierten Artefakten bereitstellen und ihre Erreichbarkeit messen.
3. Zulässige Netzverbindungen definieren und erlaubte wie blockierte Zugriffe gezielt testen.
4. Eine kleine persistente Komponente ergänzen, Daten sichern und am zweiten Standort wiederherstellen.
5. Einen fehlerhaften Konfigurationsstand ausliefern, diagnostizieren und per Versionsrücknahme korrigieren.
6. Die Anwendung am zweiten Standort erneut bereitstellen und alle notwendigen Anpassungen protokollieren.

Schulungsumgebung

Der Kunde stellt zwei vorbereitete, voneinander getrennte Kubernetes-Cluster, administrative Testzugänge, ein geeignetes Netzwerk-Plugin, dynamischen Testspeicher, eine erreichbare Registry sowie Git- und GitOps-Zugänge. Pro Arbeitsgruppe stehen ausreichende Ressourcen für die abgestimmten Beispielanwendungen bereit. Clusterinstallation und Beschaffung von Cloud-Konten erfolgen vor Seminarbeginn.