Seminar Apache HBase und Phoenix mit Stackable – NoSQL-Datenhaltung

Inhaltsübersicht

• Einordnung und Einsatzszenarien
• Lernziele
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Arbeitsweise und Dokumentation

Einordnung und Einsatzszenarien

Vermittelt Datenmodellierung, Region- und Tabellenbetrieb sowie SQL-Zugriff für große, verteilte und schreibintensive Datenbestände.

Im Mittelpunkt steht HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads. Die Übungen orientieren sich an einem realistischen Kubernetes-Cluster und berücksichtigen Konfiguration, Sicherheit, Beobachtbarkeit und wiederholbare Betriebsabläufe. Produktfunktionen werden nicht isoliert betrachtet, sondern in ihre Abhängigkeiten innerhalb einer modularen Datenplattform eingeordnet.

Lernziele

• die Architektur und den Lebenszyklus von HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads fachlich einordnen
• benötigte Operatoren, Custom Resources, Konfigurationen und Abhängigkeiten nachvollziehbar auswählen
• Bereitstellung und Änderungen schrittweise durchführen und anhand technischer Zustände verifizieren
• Identitäten, Verbindungen, Secrets und Berechtigungen entsprechend dem jeweiligen Schutzbedarf gestalten
• Metriken, Logs, Events und Statusinformationen für den laufenden Betrieb auswerten
• Störungen mit einem reproduzierbaren Diagnoseverfahren eingrenzen und dokumentieren

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Data Engineers, Datenbankadministration, Plattformadministration und Softwarearchitektur.

Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Kubernetes, Linux, Containern, YAML und verteilten Datensystemen; praktische Erfahrung mit einer Kommandozeile ist hilfreich.

Seminarinhalte

Architektur, Verantwortlichkeiten und Einsatzgrenzen

1. Schritt 1: Geschäftliche und technische Anforderungen für HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads erfassen und priorisieren.
2. Schritt 2: Beteiligte Plattformkomponenten, Datenpfade, Schnittstellen und Fehlerdomänen in einem Architekturmodell abgrenzen.
3. Schritt 3: Operatoren, Rollen, Custom Resources und gemeinsame Dienste den vorgesehenen Verantwortlichkeiten zuordnen.
4. Schritt 4: Akzeptanzkriterien für Bereitstellung, Sicherheit, Leistung und Betriebsfähigkeit festlegen.

HBase-Architektur, HDFS-Abhängigkeiten und ZooKeeper

1. Schritt 1: Anforderungen und erwartetes Verhalten für „HBase-Architektur, HDFS-Abhängigkeiten und ZooKeeper“ im Kontext von HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads bestimmen.
2. Schritt 2: Benötigte Kubernetes-Ressourcen, Konfigurationswerte, Abhängigkeiten und Sicherheitsvorgaben für „HBase-Architektur, HDFS-Abhängigkeiten und ZooKeeper“ festlegen.
3. Schritt 3: Konfiguration kontrolliert anwenden, Status und technische Wirkung mit geeigneten Prüfungen verifizieren.
4. Schritt 4: Abweichungen analysieren, Betriebsgrenzen dokumentieren und einen reproduzierbaren Prüf- oder Wiederholungsablauf erstellen.

Namespaces, Tabellen, Column Families und Row-Key-Design

1. Schritt 1: Anforderungen und erwartetes Verhalten für „Namespaces, Tabellen, Column Families und Row-Key-Design“ im Kontext von HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads bestimmen.
2. Schritt 2: Benötigte Kubernetes-Ressourcen, Konfigurationswerte, Abhängigkeiten und Sicherheitsvorgaben für „Namespaces, Tabellen, Column Families und Row-Key-Design“ festlegen.
3. Schritt 3: Konfiguration kontrolliert anwenden, Status und technische Wirkung mit geeigneten Prüfungen verifizieren.
4. Schritt 4: Abweichungen analysieren, Betriebsgrenzen dokumentieren und einen reproduzierbaren Prüf- oder Wiederholungsablauf erstellen.

Phoenix-Schemas, Indizes und SQL-Zugriff

1. Schritt 1: Anforderungen und erwartetes Verhalten für „Phoenix-Schemas, Indizes und SQL-Zugriff“ im Kontext von HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads bestimmen.
2. Schritt 2: Benötigte Kubernetes-Ressourcen, Konfigurationswerte, Abhängigkeiten und Sicherheitsvorgaben für „Phoenix-Schemas, Indizes und SQL-Zugriff“ festlegen.
3. Schritt 3: Konfiguration kontrolliert anwenden, Status und technische Wirkung mit geeigneten Prüfungen verifizieren.
4. Schritt 4: Abweichungen analysieren, Betriebsgrenzen dokumentieren und einen reproduzierbaren Prüf- oder Wiederholungsablauf erstellen.

Region-Splitting, Compactions, Backups und Performanceanalyse

1. Schritt 1: Anforderungen und erwartetes Verhalten für „Region-Splitting, Compactions, Backups und Performanceanalyse“ im Kontext von HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads bestimmen.
2. Schritt 2: Benötigte Kubernetes-Ressourcen, Konfigurationswerte, Abhängigkeiten und Sicherheitsvorgaben für „Region-Splitting, Compactions, Backups und Performanceanalyse“ festlegen.
3. Schritt 3: Konfiguration kontrolliert anwenden, Status und technische Wirkung mit geeigneten Prüfungen verifizieren.
4. Schritt 4: Abweichungen analysieren, Betriebsgrenzen dokumentieren und einen reproduzierbaren Prüf- oder Wiederholungsablauf erstellen.

Betriebsprüfung und systematische Fehleranalyse

1. Schritt 1: Sollzustand, Istzustand und letzte Änderungen anhand von Custom Resources, Conditions und Kubernetes-Events vergleichen.
2. Schritt 2: Produkt-, Operator- und Plattformlogs zeitlich korrelieren und die wahrscheinlichste Fehlerdomäne bestimmen.
3. Schritt 3: Metriken und Kapazitätsdaten gegen definierte Schwellenwerte prüfen und geeignete Korrekturmaßnahmen ableiten.
4. Schritt 4: Fehlerbehebung kontrolliert durchführen, Funktionsprüfung wiederholen und Erkenntnisse in einem Runbook festhalten.

Praxisübungen

• eine lauffähige Beispielkonfiguration für HBase- und Phoenix-Dienste für spaltenorientierte NoSQL-Workloads erstellen und prüfen
• Konfigurationsänderungen versioniert vorbereiten, einspielen und zurücknehmen
• einen Sicherheits- oder Zugriffsfall mit überprüfbaren Identitäten und Berechtigungen umsetzen
• eine absichtlich eingebrachte Störung mit Logs, Metriken, Events und Statusfeldern eingrenzen
• eine kompakte Betriebscheckliste mit Prüfkommandos, Sollwerten und Eskalationskriterien erstellen

Arbeitsweise und Dokumentation

Kurze fachliche Einführungen wechseln mit Demonstrationen und geführten Übungen. Jeder Arbeitsschritt wird zunächst begründet, anschließend umgesetzt, technisch verifiziert und in einer wiederverwendbaren Checkliste dokumentiert. Konfigurationen werden so aufgebaut, dass Varianten für Entwicklung, Test und Produktion nachvollziehbar abgeleitet werden können.