Seminar Cloudogu EcoSystem: MultiNode auf Kubernetes

Kubernetes stellt Mechanismen für Verteilung und Wiederanlauf bereit, ersetzt aber weder Plattformverfahren noch ein abgestimmtes Betriebsmodell. Beide Ebenen werden konsequent zusammengeführt.

Der viertägige Umfang ist erforderlich, um Infrastruktur, Installation, Betrieb und Diagnose mit ausreichender Praxis abzudecken. Eine vollständige Migration ist bewusst Gegenstand eines eigenen Seminars.

Inhaltsübersicht

1. Zielgruppe
2. Lernziele
3. Seminarinhalte
4. Praxisübungen
5. Arbeitsweise

Zielgruppe

Kubernetes-Administration, Cloudogu-Plattformbetrieb, DevOps Engineering, Infrastrukturarchitektur und technische Betriebsleitung

Lernziele

• Teilnehmende können eine MultiNode-Architektur und ihre Fehlerdomänen bewerten.
• Teilnehmende können Cluster- und Infrastrukturvoraussetzungen prüfen.
• Teilnehmende können Plattformkomponenten und Dogus kontrolliert installieren und betreiben.
• Teilnehmende können Netzwerk-, Storage- und Ressourcenstörungen systematisch diagnostizieren.

Seminarinhalte

1. Kubernetes-Grundlagen für den Plattformbetrieb

Nur die für den MultiNode-Betrieb erforderlichen Kubernetes-Konzepte werden vertieft. Der Schwerpunkt liegt auf Namespace, Workloads, Services, Ingress, Storage und Zuständen.

1. Cluster, Knoten, Namespace und deklarativen Sollzustand voneinander abgrenzen.
2. Pods, Deployments, Stateful Workloads, Services und Ingress im Plattformkontext zuordnen.
3. ConfigMaps, Secrets, Persistent Volumes und Storage Classes einordnen.
4. Mit kontrollierten kubectl-Abfragen Zustand und Ereignisse lesen, ohne unzulässige Änderungen vorzunehmen.

2. MultiNode-Architektur und Fehlerdomänen

Die Kubernetes-basierte Variante verteilt Plattformkomponenten und Dogus auf mehrere Knoten. Verfügbarkeit entsteht nur durch passende Infrastruktur, Speicher und Betriebsprozesse.

1. Control Plane, Worker, Plattformnamespace, Dogus und Komponenten im Zielbild eintragen.
2. Ausfall von Knoten, Netzwerk, Storage, Ingress und Identitätsdiensten getrennt bewerten.
3. Ressourcenanforderungen, Platzierungsregeln und Skalierungsgrenzen festlegen.
4. Verfügbarkeitsziel mit realistischen Wartungs- und Wiederherstellungsverfahren abgleichen.

3. Cluster-, Netzwerk- und Speicheranforderungen

Vor der Installation werden Kubernetes-Version, Namensauflösung, Zertifikate, Ingress, Storage und Zugriffskonzepte verbindlich geprüft.

1. Clusterzustand, Knotenressourcen, Zeitsynchronisation und Administrationszugang verifizieren.
2. Ingress, DNS, Load Balancing, Zertifikatsbereitstellung und ausgehende Verbindungen testen.
3. Storage Classes, Zugriffsmuster, Sicherungsfähigkeit und Kapazitätsgrenzen bewerten.
4. Abweichungen vor Installationsbeginn beseitigen und in einer Freigabecheckliste nachweisen.

4. MultiNode-Installation und Erstvalidierung

Die Plattform wird deklarativ installiert und schrittweise geprüft. Frühzeitige Validierung verhindert, dass Infrastrukturfehler erst auf Anwendungsebene sichtbar werden.

1. Zielnamespace und benötigte Plattformkomponenten nach freigegebenem Stand bereitstellen.
2. Konfiguration und Geheimnisse mit klarer Trennung zwischen Umgebung und Anwendung anlegen.
3. Dogus beziehungsweise Komponenten installieren und Rolloutzustände beobachten.
4. Ingress, Anmeldung, Persistenz, Monitoring und repräsentative Workflows vollständig testen.

5. Netzwerk, Ingress, Storage und Persistenz

Viele MultiNode-Störungen entstehen an den Grenzen zwischen Plattform und Infrastruktur. Datenpfade und Netzwerkpfade werden deshalb getrennt geprüft.

1. Anfrageweg vom Client über DNS, Load Balancer und Ingress bis zum Dogu verfolgen.
2. Interne Services, Netzwerkregeln und notwendige ausgehende Verbindungen kontrollieren.
3. Volume-Zuordnung, Zugriffsmuster, Bindung, Kapazität und Wiederanbindung prüfen.
4. Störungsszenarien für Ingress und Storage mit klaren Beobachtungspunkten nachstellen.

6. MultiNode-Betrieb, Skalierung und Wartung

Knotenwartung, Rollouts und Ressourcenänderungen werden mit den Dogu-Abhängigkeiten abgestimmt. Kubernetes-Aktionen ersetzen nicht die Plattformlogik.

1. Zustand von Plattformkomponenten, Dogus, Pods und Knoten gemeinsam bewerten.
2. Ressourcenänderungen und Skalierung mit Lastprofil und Persistenzanforderung begründen.
3. Knotenwartung, Drain, Wiederaufnahme und Funktionsprüfung als geregelten Ablauf durchführen.
4. Änderungen an Dogus möglichst über die vorgesehenen Plattformverfahren und nicht als Direktmanipulation ausführen.

7. Observability mit Monitoring und Ereignissen

Metriken, Logs, Kubernetes-Ereignisse und Plattformzustände werden zu einem Diagnosebild zusammengeführt.

1. Grafana-Dashboards und Prometheus-Signale für Knoten, Plattform und Dogus einordnen.
2. Kubernetes-Ereignisse, Pod-Zustände und Containerlogs zeitlich korrelieren.
3. Alarmgrenzen für Ressourcen, Verfügbarkeit, Neustarts und Volume-Nutzung festlegen.
4. Vom Alarm über Diagnose und Behebung bis zur Dokumentation einen vollständigen Vorfall bearbeiten.

8. Sicherungsumfang, Ziele und Richtlinien

Ein Plattformbackup umfasst mehr als Anwendungsdateien. Dogu-Daten, Metadaten, Instanzkonfiguration und Registry-Inhalte werden gemeinsam betrachtet.

1. Schutzbedarf, Wiederanlaufzeit und maximal tolerierbaren Datenverlust festlegen.
2. Zu sichernde Datenbereiche und ausgeschlossene temporäre Daten dokumentieren.
3. Externes Sicherungsziel, Verschlüsselung, Aufbewahrung und Löschfristen bestimmen.
4. Sicherungsrichtlinie mit Zeitplan, Verantwortlichkeit und Prüfverfahren freigeben.

9. Upgrades, Wartungsmodus und Rückfallplanung

Upgrades werden als geplante Änderungen behandelt. Vorprüfung, Sicherung, Durchführung und Nachtest bilden eine untrennbare Einheit.

1. Verfügbare Updates, Abhängigkeiten, Änderungsumfang und bekannte Risiken bewerten.
2. Sicherung, Wartungsfenster, Kommunikationsweg und Abbruchkriterien vorbereiten.
3. Upgrade ausführen und Fortschritt sowie Meldungen lückenlos beobachten.
4. Funktionstest durchführen und bei Grenzwertverletzung den vorbereiteten Rückfallweg einsetzen.

Praxisübungen

• Review einer Cluster- und Plattformarchitektur
• Installation repräsentativer MultiNode-Komponenten in einer Laborumgebung
• Analyse eines Ingress- und eines Volume-Fehlers
• Knotenwartung mit Zustands- und Funktionsprüfung
• Aufbau eines Monitoring- und Kapazitätsdashboards

Arbeitsweise

Die Inhalte werden in einer Kubernetes-Laborumgebung mit wiederholbaren Prüf- und Störungsszenarien umgesetzt.