Seminar OSISM – Kubernetes mit K3s

Inhaltsverzeichnis

• Seminarbeschreibung
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Methodik

Seminarbeschreibung

Das Seminar vermittelt Planung, Bereitstellung und Betrieb eines kompakten Kubernetes-Clusters mit K3s im OSISM-Umfeld. Architektur, Hochverfügbarkeit, Netzwerk, Storage, Zugriff, Wartung, Backup und Fehlersuche werden in einer überschaubaren Laborumgebung praktisch umgesetzt.

K3s wird nicht als bloße Ein-Kommando-Installation behandelt. Der Schwerpunkt liegt auf einem kontrollierten Betriebsmodell mit definierten Knotenrollen, reproduzierbarer Konfiguration, gesicherten Zuständen und nachvollziehbaren Upgrade- und Recovery-Verfahren.

Lernziele

• Architektur, Abhängigkeiten und Betriebsziele im Themenfeld „Einsatzgrenzen und Architektur“ fachlich einordnen.
• Aufgaben im Bereich „Knoten und Basissystem“ mit klaren Vorbedingungen und Prüfpunkten vorbereiten.
• Konfiguration und Umsetzung im Bereich „Clusterbereitstellung“ nachvollziehbar und reproduzierbar durchführen.
• Betriebszustände im Bereich „Netzwerk und Ingress“ mit geeigneten technischen Prüfungen bewerten.
• Typische Fehlerbilder im Themenfeld „Storage und Workloads“ systematisch eingrenzen und sicher bearbeiten.
• Änderungen, Nachweise und wiederholbare Verfahren für „Zugriff und Sicherheit“ dokumentieren.

Seminarinhalte

Modul 1: Einsatzgrenzen und Architektur

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Einsatzgrenzen und Architektur erfassen; dabei geeignete Workloads und Größenordnungen bestimmen.
2. Server-, Agenten- und Datenspeicherrollen zuordnen; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. Hochverfügbarkeits- und Netzabhängigkeiten festlegen; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Modul 2: Knoten und Basissystem

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Knoten und Basissystem erfassen; dabei Betriebssystem, Zeit, Namensauflösung und Netzpfade vorbereiten.
2. Ressourcen, Ports und Sicherheitsvorgaben prüfen; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. Knoten für reproduzierbare Installation vereinheitlichen; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Modul 3: Clusterbereitstellung

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Clusterbereitstellung erfassen; dabei ersten Server mit kontrollierter Konfiguration installieren.
2. weitere Server und Agenten sicher anbinden; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. API, CoreDNS, Scheduling und Systempods verifizieren; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Modul 4: Netzwerk und Ingress

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Netzwerk und Ingress erfassen; dabei Pod- und Service-Netze nachvollziehen.
2. Ingress- und Load-Balancer-Verhalten konfigurieren; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. Namensauflösung und externe Erreichbarkeit Ende-zu-Ende testen; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Modul 5: Storage und Workloads

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Storage und Workloads erfassen; dabei Storageklassen und Persistenzanforderungen bewerten.
2. Testanwendung mit Volume und Updatepfad bereitstellen; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. Ressourcenlimits, Verfügbarkeit und Datenhaltung prüfen; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Modul 6: Zugriff und Sicherheit

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Zugriff und Sicherheit erfassen; dabei Kubeconfig und administrative Rollen kontrollieren.
2. Namespaces, Service Accounts und RBAC anwenden; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. Secrets, Images und Netzfreigaben absichern; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Modul 7: Backup, Upgrade und Recovery

1. Ausgangslage, Ziel und Abhängigkeiten für Backup, Upgrade und Recovery erfassen; dabei relevante Zustände und Datenspeicher sichern.
2. Upgrade in definierter Reihenfolge durchführen; erforderliche Parameter, Verantwortlichkeiten und Prüfkriterien in einer Arbeitscheckliste festhalten.
3. Knoten- oder Steuerungsausfall wiederherstellen und nachtesten; die Umsetzung in der Laborumgebung ausführen und jeden Zwischenzustand technisch prüfen.
4. Ergebnis mit Funktions-, Sicherheits- und Betriebsprüfungen bestätigen; Abweichungen, Rückfallpunkt und Wiederholungsweg dokumentieren.

Praxisübungen

• Planungsübung zu Einsatzgrenzen und Architektur mit Zielbild, Abhängigkeiten und Abnahmekriterien.
• Konfigurationsübung zu Clusterbereitstellung einschließlich Vorprüfung und kontrollierter Umsetzung.
• Betriebsübung zu Storage und Workloads mit Statusprüfung, Messwerten und dokumentierter Entscheidung.
• Störungsszenario zu Backup, Upgrade und Recovery mit Triage, Ursachenprüfung, Wiederherstellung und Nachtest.
• Dokumentationsübung: Aus den Arbeitsschritten entsteht ein wiederverwendbares Runbook mit Verantwortlichkeiten und Rückfallpunkten.

Zielgruppe

Linux- und Kubernetes-Administratoren, DevOps, Edge- und Laborbetrieb, Entwicklerplattformteams und technische Trainer.

Voraussetzungen

Linux-, Container- und Netzwerkgrundkenntnisse. Erste praktische Kubernetes-Erfahrung ist empfehlenswert.

Methodik

Fachvortrag, moderierte Architekturarbeit, Demonstrationen und praktische Übungen am System. Jeder Arbeitsblock folgt der Reihenfolge Analyse, Vorbereitung, Umsetzung, Prüfung und Dokumentation. Konfigurationsänderungen werden vor der Ausführung kontrolliert und nach der Ausführung durch definierte Funktionsprüfungen bestätigt.