Seminar TiDB Kubernetes-Betrieb mit TiDB Operator

TiDB Operator überführt Clusterzustand, Skalierung, Failover, Backup und Upgrade in Kubernetes-Ressourcen. Das Seminar verbindet diese Mechanik mit Storage-, Netzwerk-, Sicherheits- und GitOps-Anforderungen.

Drei Tage sind erforderlich, um Operator- und CRD-Modell, produktionsnahe Bereitstellung, Day-2-Operations, Datensicherung und Plattformhärtung mit praktischen Manifesten zu bearbeiten.

Inhaltsverzeichnis

1. Lernziele und fachliche Einordnung
2. Zielgruppe und Voraussetzungen
3. Kapitel 1: TiDB Operator und Custom Resources
4. Kapitel 2: Clusterbereitstellung auf Kubernetes
5. Kapitel 3: Skalierung, Konfiguration und Upgrades
6. Kapitel 4: Monitoring, Backup und Wiederherstellung
7. Kapitel 5: Sicherheit und Plattformintegration
8. Praxisübungen und Laborszenarien
9. Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• TiDB Operator und zentrale Custom Resources erklären.
• Eine produktionsnahe TiDB-Topologie als Manifest bereitstellen.
• Skalierung, Konfiguration, Failover und Upgrades kontrollieren.
• Monitoring, Backup und Restore mit Operator-Ressourcen umsetzen.
• RBAC, TLS, Secrets und Plattformrichtlinien integrieren.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Kubernetes- und Plattform-Engineering, SRE, DevOps, Datenbankadministration, Cloud Architecture und GitOps-Teams.

Voraussetzungen: Sichere Kubernetes-Grundkenntnisse, YAML, Storage Classes, Services und RBAC sowie TiDB-Grundverständnis.

Kapitel 1: TiDB Operator und Custom Resources

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. Operator-Komponenten und Controller
2. TidbCluster, TidbMonitor und Initializer
3. Backup, Restore und BackupSchedule
4. Desired State, Reconciliation und Status

Schwerpunkt: Operator-Komponenten und Controller, TidbCluster, TidbMonitor und Initializer, Backup, Restore und BackupSchedule, Desired State, Reconciliation und Status.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu Operator-Komponenten und Controller und TidbCluster, TidbMonitor und Initializer dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von Operator-Komponenten und Controller, TidbCluster, TidbMonitor und Initializer, Backup, Restore und BackupSchedule, Desired State, Reconciliation und Status in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Backup, Restore und BackupSchedule und Desired State, Reconciliation und Status ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht ein verständliches Operator- und Ressourcenmodell. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 2: Clusterbereitstellung auf Kubernetes

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. Namespace, RBAC und Service Accounts
2. Storage Classes und Persistent Volumes
3. Netzwerk, Services und DNS
4. TiDB-, PD-, TiKV- und TiFlash-Spezifikation

Schwerpunkt: Namespace, RBAC und Service Accounts, Storage Classes und Persistent Volumes, Netzwerk, Services und DNS, TiDB-, PD-, TiKV- und TiFlash-Spezifikation.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu Namespace, RBAC und Service Accounts und Storage Classes und Persistent Volumes dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von Namespace, RBAC und Service Accounts, Storage Classes und Persistent Volumes, Netzwerk, Services und DNS, TiDB-, PD-, TiKV- und TiFlash-Spezifikation in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Netzwerk, Services und DNS und TiDB-, PD-, TiKV- und TiFlash-Spezifikation ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht ein versioniertes Deployment-Manifest für eine produktionsnahe Topologie. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 3: Skalierung, Konfiguration und Upgrades

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. Replica- und Ressourcenänderungen
2. Rolling Updates und Konfigurationswechsel
3. Failover, Pod-Disruption und Wartung
4. Operator- und Cluster-Upgrades

Schwerpunkt: Replica- und Ressourcenänderungen, Rolling Updates und Konfigurationswechsel, Failover, Pod-Disruption und Wartung, Operator- und Cluster-Upgrades.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu Replica- und Ressourcenänderungen und Rolling Updates und Konfigurationswechsel dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von Replica- und Ressourcenänderungen, Rolling Updates und Konfigurationswechsel, Failover, Pod-Disruption und Wartung, Operator- und Cluster-Upgrades in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Failover, Pod-Disruption und Wartung und Operator- und Cluster-Upgrades ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht ein Day-2-Runbook für Änderungen am Kubernetes-basierten TiDB-Cluster. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 4: Monitoring, Backup und Wiederherstellung

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. TidbMonitor und Metrikintegration
2. Backup- und Restore-CRs
3. Objektspeicher, Berechtigungen und Zeitpläne
4. Restore-Test und Datenvalidierung

Schwerpunkt: TidbMonitor und Metrikintegration, Backup- und Restore-CRs, Objektspeicher, Berechtigungen und Zeitpläne, Restore-Test und Datenvalidierung.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu TidbMonitor und Metrikintegration und Backup- und Restore-CRs dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von TidbMonitor und Metrikintegration, Backup- und Restore-CRs, Objektspeicher, Berechtigungen und Zeitpläne, Restore-Test und Datenvalidierung in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Objektspeicher, Berechtigungen und Zeitpläne und Restore-Test und Datenvalidierung ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht ein getestetes Backup-, Restore- und Monitoringkonzept auf Kubernetes. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 5: Sicherheit und Plattformintegration

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. RBAC und minimale Operatorrechte
2. TLS, Secrets und Zertifikate
3. Pod Security, Network Policies und Images
4. Mandantentrennung, Audit und GitOps

Schwerpunkt: RBAC und minimale Operatorrechte, TLS, Secrets und Zertifikate, Pod Security, Network Policies und Images, Mandantentrennung, Audit und GitOps.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu RBAC und minimale Operatorrechte und TLS, Secrets und Zertifikate dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von RBAC und minimale Operatorrechte, TLS, Secrets und Zertifikate, Pod Security, Network Policies und Images, Mandantentrennung, Audit und GitOps in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Pod Security, Network Policies und Images und Mandantentrennung, Audit und GitOps ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht einen Härtungs- und Governance-Standard für TiDB auf Kubernetes. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Operator und Custom Resources in einer Laborumgebung analysieren.
• Ein TidbCluster-Manifest mit Storage und Netzwerk konfigurieren.
• Skalierung, Rolling Update und kontrollierten Pod-Ausfall testen.
• BackupSchedule und Restore mit Datenprüfung durchführen.
• RBAC-, TLS- und Network-Policy-Anforderungen als Härtungskonzept dokumentieren.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Demonstrationen, strukturierte Konfigurations- oder SQL-Schritte, kontrollierte Fehlerfälle und dokumentierte Prüfpunkte vertieft. Jede Übung beginnt mit einem definierten Ausgangszustand und endet mit messbaren Abnahmekriterien, damit die erarbeiteten Vorgehensweisen als wiederholbare Standards nutzbar bleiben.