Seminar Apache NiFi – Cluster, Hochverfügbarkeit und Lastverteilung

Ein Cluster erhöht Kapazität und Verfügbarkeit nur bei sauberer Planung von Identitäten, Storage, Netzwerk und Komponentenverhalten. Architekturentscheidungen werden deshalb mit Betriebsabläufen verbunden.

Inhaltsübersicht

• Einordnung und Zielsetzung
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Lernziele
• Clusterrollen und Zustände
• Kapazitätsplanung
• Sichere Knotenaufnahme
• Flow-Ausführung und Lastverteilung
• Site-to-Site und externe Last
• Offload und Rolling Maintenance
• Ausfalltest und Wiederanlauf
• Praxisübungen
• Anwendungsszenarien

Einordnung und Zielsetzung

Drei Tage sind erforderlich, um einen Mehrknotenverbund aufzubauen, Lastverteilung zu messen sowie Wartungs- und Ausfallszenarien ohne verkürzte Modellannahmen durchzuführen.

Zielgruppe

Plattformadministration, Systemarchitektur, DevOps, Infrastruktur- und Netzwerkbetrieb.

Voraussetzungen

Sichere NiFi-Administrationskenntnisse, TLS-, Netzwerk- und Storage-Grundlagen.

Lernziele

• Clusterrollen und State erklären.
• Knoten sicher verbinden.
• Storage- und Netzwerkbedarf dimensionieren.
• Load Balancing einsetzen.
• Knoten offloaden und warten.
• Ausfall und Wiederanlauf nachweisen.

Seminarinhalte

1. Clusterrollen und Zustände

Coordinator, Primary Node, Knoten und State werden voneinander abgegrenzt.

1. Schritt 1: Einzelinstanz und Cluster vergleichen.
2. Schritt 2: Coordinator und Primary Node zuordnen.
3. Schritt 3: Lokalen und clusterweiten State klassifizieren.
4. Schritt 4: Koordinationsabhängigkeiten erfassen.
5. Schritt 5: Primary-Node-Komponenten markieren.

2. Kapazitätsplanung

Clustergröße folgt Datenrate, Spitzenlast, Aufbewahrung und Wartungsreserve.

1. Schritt 1: Eingangsrate und FlowFile-Größe erfassen.
2. Schritt 2: CPU-, RAM-, Storage- und Netzwerkbedarf schätzen.
3. Schritt 3: Storage-Ausfallwirkung bewerten.
4. Schritt 4: Port- und Firewallmatrix erstellen.
5. Schritt 5: Reserve für Knotenausfall festlegen.

3. Sichere Knotenaufnahme

Jeder Knoten benötigt konsistente Konfiguration und eindeutige Zertifikatsidentität.

1. Schritt 1: Knotenname und Adresse festlegen.
2. Schritt 2: Keystore, Truststore und Hostnamen prüfen.
3. Schritt 3: Clusterports konfigurieren.
4. Schritt 4: Knotenidentität autorisieren.
5. Schritt 5: Verbindung und Heartbeats kontrollieren.

4. Flow-Ausführung und Lastverteilung

Ausführungsort und Queue-Strategie werden explizit geplant.

1. Schritt 1: All-Nodes- und Primary-Node-Ausführung unterscheiden.
2. Schritt 2: Round Robin, Partition und Single Node vergleichen.
3. Schritt 3: Partitionierungsschlüssel definieren.
4. Schritt 4: Services und Parameter clusterweit validieren.
5. Schritt 5: State-Verhalten bei Knotenwechsel testen.

5. Site-to-Site und externe Last

Externe Einspeisung nutzt verfügbare Knoten und kontrolliert Rückstau.

1. Schritt 1: Remote Ports anlegen.
2. Schritt 2: Serviceidentität und Policies setzen.
3. Schritt 3: Clusterendpunkte prüfen.
4. Schritt 4: Last und Back Pressure beobachten.
5. Schritt 5: Knotenausfall während Übertragung testen.

6. Offload und Rolling Maintenance

Knotenwartung folgt einer festen Entlastungs- und Wiederaufnahmereihenfolge.

1. Schritt 1: Knotenstatus und Queues prüfen.
2. Schritt 2: Daten offloaden oder verarbeiten.
3. Schritt 3: Knoten trennen und warten.
4. Schritt 4: Knoten wieder verbinden.
5. Schritt 5: Nachkontrolle dokumentieren.

7. Ausfalltest und Wiederanlauf

Verfügbarkeit wird durch reproduzierbare Tests belegt.

1. Schritt 1: Einzelknoten unter Last stoppen.
2. Schritt 2: Queue-Wachstum und Clientreaktion messen.
3. Schritt 3: Netzwerk- oder Koordinationsstörung simulieren.
4. Schritt 4: Wiederverbindung und State prüfen.
5. Schritt 5: Ergebnis gegen RTO und Kapazitätsziel bewerten.

Praxisübungen

1. Dreiknotencluster mit TLS verbinden.
2. Load-Balancing-Strategien vergleichen.
3. Knoten offloaden und wieder aufnehmen.
4. Site-to-Site bei Knotenausfall prüfen.
5. Ausfalltest protokollieren.

Anwendungsszenarien

• Skalierbare Integrationsplattform
• Hochverfügbare Datenannahme
• Cluster mit Lastspitzen
• Wartung ohne Gesamtstillstand