Kubernetes Praxis-Workshop für Profis - Operatoren, CRD's und Hochverfügbarkeit

Ziele der Schulung

In dieser 3-tägigen Schulung "Kubernetes Praxis-Workshop für Profis - Operatoren, CRD's und Hochverfügbarkeit" lernen Sie, wie Sie Kubernetes-Umgebungen professionell erweitern, hochverfügbar betreiben und effektiv verwalten. Sie arbeiten mit Custom Resource Definitions (CRDs) und Operatoren, um individuelle Erweiterungen und automatisierte Betriebsabläufe umzusetzen.

Ein Schwerpunkt liegt auf der Resilienz des Clusters: Sie befassen sich mit Strategien zur Hochverfügbarkeit von Control Plane, etcd, Netzwerk und Speicher. Ergänzend lernen Sie den Einsatz von Service Meshes wie Istio zur Steuerung, Absicherung und Beobachtung von Services kennen.

Abgerundet wird die Schulung durch praxisnahes Troubleshooting, Debugging und Betriebsoptimierung, damit Sie auch komplexe Probleme im Kubernetes-Umfeld sicher analysieren und beheben können.

Zielgruppe Seminar

• DevOps Engineer
• Software Entwickler
• System Administratoren

Voraussetzungen

• Besuch des Kurses "Einführung in Kubernetes" oder vergleichbare Kenntnisse

Seminarinhalt

Erweiterung des Control Planes: CRDs & Operatoren

Fokus: Verstehen und Anwenden der Mechanismen, mit denen Kubernetes selbst erweitert wird. Von der Theorie zur eigenen Kontrollebene.

CRDs – Bausteine der Erweiterung

• Kubernetes Architektur Deep-Dive
• CRDs – Das "Warum"
• CRD Spezifikatio

Praxis

• Übung: Eigene CRD definieren & Validieren (Hands-on)
• Übung: Status-Subresource & Scale-Subresource implementieren

Operatoren – Intelligente Automatisierung

• Das Operator-Muster
  • Was ist ein Operator?
  • Controller-Loop-Prinzip
• Warum Operatoren?
  • Automatisierung von State
  • Day-2-Operationen (Backups, Upgrades, Skalierung)
  • Abbildung komplexer Logik
• Operator-Frameworks
  • Überblick über Operator SDK
  • Kubebuilder (Fokus auf Konzept
  • nicht tiefer Code)
• Lebenszyklus eines Operators
  • Deployment
  • Updates

Praxis

• Übung: Einen fertigen Operator installieren & Nutzen
• Übung: Operator-Debugging (Praxis-Szenario)

Cluster-Resilienz & Service Mesh

Fokus: Sicherstellen, dass der Kubernetes-Cluster selbst und die darin laufenden Anwendungen maximal verfügbar und steuerbar sind

Hochverfügbarkeit des Clusters

• Definition von Hochverfügbarkeit in Kubernetes
  • Control Plane HA
  • Worker Node HA
  • Datastore HA
• etcd als Herzstück
  • Bedeutung, etcd-Cluster-Quorum
  • Snapshot & Restore-Strategien
• Control Plane Komponenten
  • HA-Ansätze für API Server
  • Controller Manager Scheduler
• Netzwerk- und Speicher-HA-Strategien
  • CNI-Plugins
  • CSI-Plugins (Konzepte)

Praxis

• Übung: etcd Backup & Restore (Hands-on)
• Übung: Cluster-API für Cluster-Upgrades & Resilienz (Konzepte & Demos)
• Übung: Node Outage Simulation & Recovery (Hands-on)

Service Mesh (Istio) – Die Netzwerk- und Observability-Zentrale

• Was ist ein Service Mesh?
  • Sidecar-Muster
  • Control Plane vs. Data Plane
• Warum Istio?
• Anwendungsfälle für Profis
  • Traffic Management
  • Sicherheit
  • Observability
• Istio Architektur
  • Envoy, Pilot, Citadel, Galley, Mixer

Praxis

• Übung: Istio auf einem bestehenden Cluster installieren (Hands-on)
• Übung: Erweitertes Traffic Management mit Istio (Hands-on)

Troubleshooting, Debugging & Best Practices

Fokus: Die Fähigkeit, komplexe Probleme im Kubernetes-Cluster zu diagnostizieren und zu beheben, sowie das Wissen um bewährte Betriebsstrategien.

Troubleshooting & Deep Dive Debugging

• Systematisches Troubleshooting im Cluster
  • Von der Applikation zum Infrastruktur-Problem
• Netzwerk-Debugging in Kubernetes
  • CNI-Logs, iptables, DNS-Probleme
• Control Plane Debugging
  • API Server Logs, Controller Manager Logs, Scheduler Events

Praxis

• Übung: Debugging von Pod-Lifecycle-Problemen (Hands-on)
• Übung: RBAC Debugging für Profis (Hands-on)

Operative Exzellenz & Ausblick

• Updates & Upgrades für Kubernetes & Anwendungen
  • Best Practices für Zero-Downtime
• Resource Management & Cost Optimization
  • Effiziente Nutzung von Ressourcen (Requests/Limits), Cluster-Autoscaler Strategien

Praxis

• Übung: Skalierungs-Szenarien mit HPA & Clus

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