Seminar StackHPC Private Cloud – Kubernetes mit Magnum und Cluster API

Das Seminar behandelt Aufbau und Betrieb von Kubernetes-Clustern auf OpenStack mit Magnum und Cluster API.

Ziel ist eine standardisierte Clusterbereitstellung mit kontrollierten Images, Netzwerken, Storageklassen, Upgrades und belastbaren Diagnoseverfahren.

Inhaltsübersicht

1. Architektur und Verantwortungsgrenzen
2. OpenStack-Voraussetzungen
3. Clusterimages und Kubernetes-Versionen
4. Magnum-Clusterbereitstellung
5. Cluster API auf OpenStack
6. Netzwerk und Load Balancing
7. Persistent Storage
8. Autoscaling und Ressourcensteuerung
9. Upgrades und Wartung
10. Monitoring und Troubleshooting
11. Praxislabor und betriebliche Einordnung

Zielsetzung

Ziel ist eine standardisierte Clusterbereitstellung mit kontrollierten Images, Netzwerken, Storageklassen, Upgrades und belastbaren Diagnoseverfahren. Die Arbeitsweise verbindet fachliche Einordnung, Demonstrationen und unmittelbar nachvollziehbare Übungen an einer praxisnahen Umgebung.

Zielgruppe

Kubernetes- und OpenStack-Administratoren, Plattformteams, DevOps-Ingenieure und Cloud-Architekten.

Voraussetzungen

Fundierte Kubernetes-, Linux-, Netzwerk- und OpenStack-Grundlagen.

Seminarinhalte

Modul 1: Architektur und Verantwortungsgrenzen

1. Schritt 1: Management- und Workload-Cluster unterscheiden.
2. Schritt 2: Magnum, Cluster API und OpenStack-Provider zuordnen.
3. Schritt 3: Fehler- und Sicherheitsdomänen dokumentieren.

Modul 2: OpenStack-Voraussetzungen

1. Schritt 1: Projekte, Quoten, Netze und Sicherheitsgruppen vorbereiten.
2. Schritt 2: Images, Flavors und Load Balancer prüfen.
3. Schritt 3: Zugänge und Cloud-Konfiguration validieren.

Modul 3: Clusterimages und Kubernetes-Versionen

1. Schritt 1: Imagebau und Versionierung planen.
2. Schritt 2: Containerlaufzeit, Kernelmodule und Cloud-Init abstimmen.
3. Schritt 3: Kompatibilität mit Kubernetes und OpenStack testen.

Modul 4: Magnum-Clusterbereitstellung

1. Schritt 1: Cluster Templates und Labels definieren.
2. Schritt 2: Control Plane und Worker dimensionieren.
3. Schritt 3: Erstellung und Statusprüfung durchführen.

Modul 5: Cluster API auf OpenStack

1. Schritt 1: Providerkomponenten installieren und konfigurieren.
2. Schritt 2: Cluster- und Machine-Objekte modellieren.
3. Schritt 3: Reconciliation und Fehlerzustände nachvollziehen.

Modul 6: Netzwerk und Load Balancing

1. Schritt 1: Pod-, Service- und OpenStack-Netze abstimmen.
2. Schritt 2: Ingress und LoadBalancer-Services integrieren.
3. Schritt 3: MTU, Routing und Sicherheitsregeln testen.

Modul 7: Persistent Storage

1. Schritt 1: Cinder-CSI und Storageklassen konfigurieren.
2. Schritt 2: Volume-Lifecycle und Topologie berücksichtigen.
3. Schritt 3: Backup- und Wiederherstellungsanforderungen bewerten.

Modul 8: Autoscaling und Ressourcensteuerung

1. Schritt 1: Machine Deployments und Nodegruppen strukturieren.
2. Schritt 2: Cluster Autoscaler und Quoten abstimmen.
3. Schritt 3: Skalierungsgrenzen praktisch prüfen.

Modul 9: Upgrades und Wartung

1. Schritt 1: Versionpfade und Kompatibilität vorbereiten.
2. Schritt 2: Control Plane und Worker kontrolliert aktualisieren.
3. Schritt 3: Workloads und Clusterzustand nachprüfen.

Modul 10: Monitoring und Troubleshooting

1. Schritt 1: Cluster- und OpenStack-Metriken korrelieren.
2. Schritt 2: Fehler in Provider-, Netzwerk- und Storagepfaden eingrenzen.
3. Schritt 3: Runbooks für häufige Störungen erstellen.

Praxislabor

1. Aufgabe 1: Bereitstellung eines Kubernetes-Clusters.
2. Aufgabe 2: Einbindung von Load Balancer und persistentem Volume.
3. Aufgabe 3: Simulation eines Worker-Austauschs und einer Fehleranalyse.

Praxisnutzen

Nach Abschluss können die behandelten Verfahren für Architektur und Verantwortungsgrenzen, OpenStack-Voraussetzungen, Clusterimages und Kubernetes-Versionen, Magnum-Clusterbereitstellung strukturiert geplant, ausgeführt, geprüft und dokumentiert werden. Technische Entscheidungen lassen sich anhand definierter Anforderungen, Messwerte und kontrollierter Arbeitsschritte begründen.