Seminar Karmada Betrieb, Hochverfügbarkeit, Backup und Upgrades

Das Seminar behandelt den stabilen Produktionsbetrieb der Karmada Control Plane. Hochverfügbarkeit, Datensicherung, Wiederherstellung, Wartung, Versionswechsel und betriebliche Runbooks werden in zusammenhängenden Übungen umgesetzt.

Inhaltsübersicht

• Zielsetzung
• Teilnehmerkreis
• Voraussetzungen
• Lernumgebung
• Produktionsanforderungen und Betriebsmodell
• Hochverfügbare Control Plane
• Backup-Strategie und Sicherungsumfang
• Wiederherstellung und Disaster-Recovery-Test
• Wartung, Zertifikate und Ressourcenpflege
• Upgrade-Planung und Kompatibilitätsprüfung
• Durchführung eines kontrollierten Upgrades
• Monitoring, Alarmierung und Betriebs-Runbooks

Zielsetzung

Die Seminarinhalte verbinden technische Einordnung, nachvollziehbare Konfiguration und kontrollierte Betriebsprüfung.

• eine hochverfügbare Karmada Control Plane dimensionieren und prüfen
• Sicherungsumfang, Wiederherstellungsreihenfolge und Konsistenzkriterien festlegen
• Backups und Restore-Tests für Steuerungsdaten durchführen
• Upgrades mit Vorprüfung, Rollback-Punkt und Nachkontrolle planen
• Betriebs-, Wartungs- und Störungsabläufe als Runbooks formulieren

Teilnehmerkreis

Erfahrene Kubernetes-Administratoren, Site Reliability Engineers, Plattformbetreiber und technische Betriebsverantwortliche.

Voraussetzungen

Fundierte Kubernetes-Administrationskenntnisse, Erfahrung mit etcd, Zertifikaten, Helm und Clusterwartung. Eine vorhandene Karmada-Grundinstallation muss fachlich verstanden werden.

Lernumgebung

Die Übungen werden in einer isolierten Multi-Cluster-Laborumgebung mit einer Karmada Control Plane und mehreren Kubernetes-Mitgliedsclustern durchgeführt. Alle Arbeitsschritte werden über deklarative Manifeste, kubectl, karmadactl und die jeweils erforderlichen Diagnosewerkzeuge nachvollzogen. Änderungen werden vor der Anwendung geprüft und nach der Anwendung anhand von Status, Events und Zielressourcen validiert.

1. Produktionsanforderungen und Betriebsmodell

Service-Level, Verantwortlichkeiten und Abhängigkeiten werden vor technischen Einzelmaßnahmen festgelegt.

Inhalte

• Verfügbarkeitsziele
• RTO und RPO
• Control-Plane-Abhängigkeiten
• Betriebsrollen
• Wartungsfenster und Änderungsprozess

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Produktionsanforderungen und Betriebsmodell“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Ein Betriebsmodell mit Schutzklassen und Wiederanlaufzielen für eine Beispielplattform erstellen.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

2. Hochverfügbare Control Plane

API-Endpunkte, Controller, Scheduler und Datenspeicherung werden redundant ausgelegt und auf Ausfallverhalten geprüft.

Inhalte

• mehrere API-Server-Instanzen
• Leader Election
• Lastverteilung
• hochverfügbares etcd
• PodDisruptionBudget und Anti-Affinity
• Zertifikats- und DNS-Abhängigkeiten

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Hochverfügbare Control Plane“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Redundanzparameter prüfen, eine Komponente gezielt ausfallen lassen und die Dienstkontinuität messen.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

3. Backup-Strategie und Sicherungsumfang

Sicherungsobjekte und Konsistenzgrenzen werden aus den Wiederherstellungszielen abgeleitet.

Inhalte

• etcd-Snapshots
• Karmada-Ressourcen und Secrets
• Zertifikate und Konfigurationswerte
• Velero-basierte Sicherung
• Aufbewahrung und Verschlüsselung
• Integritätsprüfung

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Backup-Strategie und Sicherungsumfang“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Einen Sicherungsplan konfigurieren und ein nachvollziehbares Backup-Inventar erzeugen.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

4. Wiederherstellung und Disaster-Recovery-Test

Restore-Schritte werden in der korrekten technischen Reihenfolge durchgeführt und validiert.

Inhalte

• Vorbereitung einer Ersatz-Control-Plane
• Wiederherstellung des Datenbestands
• Zertifikate und Endpunkte
• erneute Clusterkommunikation
• Abgleich von Work- und Binding-Objekten
• Abnahmeprotokoll

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Wiederherstellung und Disaster-Recovery-Test“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Eine beschädigte Labor-Control-Plane aus einer Sicherung wiederherstellen und alle Mitgliedscluster kontrollieren.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

5. Wartung, Zertifikate und Ressourcenpflege

Regelmäßige Wartungsaufgaben werden mit Schwellenwerten und Prüfpunkten versehen.

Inhalte

• Zertifikatslaufzeiten
• etcd-Defragmentierung und Datenwachstum
• Logrotation
• Ressourcenlimits
• verwaiste Objekte
• Wartungschecklisten

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Wartung, Zertifikate und Ressourcenpflege“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Eine Wartungsprüfung ausführen und erkannte Abweichungen priorisiert beheben.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

6. Upgrade-Planung und Kompatibilitätsprüfung

Versionswechsel werden unter Berücksichtigung von Kubernetes-Versionen, APIs und Erweiterungen vorbereitet.

Inhalte

• Release- und Kompatibilitätsmatrix
• API-Deprecations
• CRD- und Webhook-Prüfung
• Sicherung vor Upgrade
• Reihenfolge der Komponenten
• Canary- und Staging-Verfahren

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Upgrade-Planung und Kompatibilitätsprüfung“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Einen Upgrade-Plan mit Vorbedingungen, Stop-Kriterien und Rollback-Punkt ausarbeiten.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

7. Durchführung eines kontrollierten Upgrades

Der eigentliche Versionswechsel wird mit Zustandskontrollen zwischen den Schritten ausgeführt.

Inhalte

• Control-Plane-Komponenten aktualisieren
• CRDs und Konfiguration
• Agenten und Clusterzugriffe
• Health Checks
• Workload-Stichproben
• Rollback-Entscheidung

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Durchführung eines kontrollierten Upgrades“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Eine Laborinstallation aktualisieren und anhand definierter Prüfpunkte freigeben.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.

8. Monitoring, Alarmierung und Betriebs-Runbooks

Technische Messwerte werden in konkrete Reaktionen des Betriebsteams übersetzt.

Inhalte

• API-Verfügbarkeit und Latenz
• Controller-Queues
• etcd-Zustand
• Zertifikatswarnungen
• Backup-Erfolg
• Störungs- und Eskalationsabläufe

Praxisablauf

1. Ausgangszustand, Zugriffsrechte und technische Voraussetzungen für „Monitoring, Alarmierung und Betriebs-Runbooks“ prüfen.
2. Vorhandene Objekte und Konfigurationen sichern und die vorgesehenen Änderungen als nachvollziehbare Manifeste vorbereiten.
3. Ein kompaktes Runbook für API-Ausfall, Backup-Fehler und fehlgeschlagenes Upgrade erstellen.
4. Status, Events und erzeugte Objekte in der Karmada Control Plane sowie in den betroffenen Mitgliedsclustern vergleichen.
5. Eine kontrollierte Abweichung oder einen Fehlerfall auslösen, Korrektur beziehungsweise Rollback durchführen und das Ergebnis dokumentieren.