Seminar eduVPN / Let’s Connect! – Hochverfügbarkeit, Multi-Node und Skalierung

Redundanz mit messbarem Failover statt nur zusätzlichen Knoten

Das Seminar entwickelt eine hochverfügbare Plattformarchitektur für Portal, Datenhaltung, Identitätskopplung und mehrere VPN-Knoten einschließlich Lastverteilung und Ausfalltests.

Die Inhalte werden anhand einer konsistenten Laborumgebung schrittweise aufgebaut. Jede Änderung wird vor der nächsten Ausbaustufe geprüft, dokumentiert und in den betrieblichen Gesamtzusammenhang eingeordnet.

Inhaltsübersicht

1. Architektur und Verbindungsablauf modellieren
2. Anforderungen, Kapazität und Einführung planen
3. Hochverfügbarkeit und Multi-Node-Betrieb aufbauen
4. Routing, DNS und Firewall konsistent umsetzen
5. Monitoring, Logging und Fehleranalyse etablieren
6. Backups, Updates und Upgrades absichern
7. TLS, Zertifikate und Systemhärtung umsetzen

Zielgruppe

• Plattformarchitektur
• Linux- und Netzwerkbetrieb
• SRE
• Notfallmanagement

Voraussetzungen

• Erfahrung mit produktivem Linux- und Netzwerkbetrieb
• Kenntnisse der eduVPN-Serverarchitektur
• Labor mit mehreren Knoten

Seminarinhalte

Kapitel 1: Architektur und Verbindungsablauf modellieren

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: Portal; Authentisierung; Autorisierung; VPN-Knoten; Clientfluss; Zustandsdaten.

1. Schritt 1: Der vollständige Verbindungsablauf wird vom Start im Client bis zur aktiven VPN-Sitzung in Einzelschritte zerlegt.
2. Schritt 2: Authentisierung, Berechtigungsentscheidung, Profilauswahl und Tunnelerzeugung werden als getrennte Kontrollpunkte modelliert.
3. Schritt 3: Die Kommunikationsbeziehungen zwischen Portal, Identitätsquelle, API, VPN-Knoten und Zielnetzen werden in einer Port- und Flussmatrix erfasst.
4. Schritt 4: Zustandsbehaftete und zustandsarme Komponenten werden identifiziert, damit Skalierung und Wiederanlauf planbar bleiben.
5. Schritt 5: Die Architektur wird durch Positiv-, Negativ- und Ausfallszenarien gegen die fachlichen Anforderungen geprüft.

Kapitel 2: Anforderungen, Kapazität und Einführung planen

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: Nutzergruppen; Standorte; Bandbreite; Adressräume; Serviceziele; Abnahme.

1. Schritt 1: Nutzerzahlen, gleichzeitige Sitzungen, Endgeräte, Standorte und Schutzbedarfe werden in einem Anforderungskatalog zusammengeführt.
2. Schritt 2: Adressräume, Namensauflösung, Zielnetze, Internetzugang und Split-Tunnel-Vorgaben werden auf Überschneidungen geprüft.
3. Schritt 3: Kapazitätsannahmen für Portal, Authentisierung, VPN-Knoten, Netzwerk und Protokollierung werden mit Reserven versehen.
4. Schritt 4: Pilot, gestufter Rollout, Supportbereitschaft und Rückfalloptionen werden in eine umsetzbare Einführungsfolge überführt.
5. Schritt 5: Abnahmekriterien für Funktion, Sicherheit, Leistung, Wiederherstellung und Endanwendererlebnis werden vor der Umsetzung festgeschrieben.

Kapitel 3: Hochverfügbarkeit und Multi-Node-Betrieb aufbauen

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: Portalredundanz; VPN-Knoten; Lastverteilung; Zustand; Failover; Kapazität.

1. Schritt 1: Ausfallziele, Wiederanlaufzeiten und tolerierbarer Datenverlust werden je Plattformkomponente festgelegt.
2. Schritt 2: Portal, Identitätskopplung, Datenhaltung und VPN-Knoten werden nach ihren Zustands- und Redundanzanforderungen getrennt geplant.
3. Schritt 3: Lastverteilung, Health Checks, Sitzungsbezug und Knotenaufnahme werden mit eindeutigen Betriebszuständen definiert.
4. Schritt 4: Kapazität wird nicht nur nach Durchschnitt, sondern nach Spitzenlast, Knotenverlust, Wartung und Wachstum dimensioniert.
5. Schritt 5: Failover, Wiederaufnahme, Wartungsbetrieb, Knotenverlust und Rückkehr werden mit messbaren Kriterien praktisch getestet.

Kapitel 4: Routing, DNS und Firewall konsistent umsetzen

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: Adressplan; Rückrouten; NAT; DNS-Server; Firewallregeln; MTU.

1. Schritt 1: Alle Clientpools, Zielnetze, Überschneidungen und Rückwege werden vor der Konfiguration in einem verbindlichen Adressplan festgehalten.
2. Schritt 2: Für jedes Profil wird entschieden, ob geroutet, übersetzt oder über einen definierten Internetausgang geführt wird.
3. Schritt 3: DNS-Server, Suchdomänen und interne Namensräume werden so zugewiesen, dass keine unbeabsichtigten Informationsabflüsse entstehen.
4. Schritt 4: Firewallregeln werden aus Kommunikationsbeziehungen abgeleitet und anschließend von einer breiten Laborfreigabe auf minimale Regeln reduziert.
5. Schritt 5: Erreichbarkeit, Rückweg, Namensauflösung, Fragmentierung und MTU werden mit reproduzierbaren Tests je Protokoll und Clientplattform geprüft.

Kapitel 5: Monitoring, Logging und Fehleranalyse etablieren

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: Dienststatus; Metriken; Protokolle; Alarmierung; Korrelation; Runbooks.

1. Schritt 1: Portal, Authentisierung, VPN-Knoten, Netzwerkpfade und externe Abhängigkeiten erhalten jeweils messbare Zustandskriterien.
2. Schritt 2: Metriken für Erreichbarkeit, Sitzungen, Fehlerquoten, Latenz, Kapazität und Ressourcen werden mit sinnvollen Schwellen versehen.
3. Schritt 3: Protokolle werden nach technischer Diagnose, Sicherheitsnachweis und Datenschutzbedarf getrennt aufbewahrt und zugänglich gemacht.
4. Schritt 4: Alarmierungen werden priorisiert, entdoppelt und mit einer klaren Erstmaßnahme sowie einem Verantwortungsbereich verbunden.
5. Schritt 5: Typische Störungen werden über Zeitbezug, Profil, Protokoll, Nutzerkontext und Netzwerkpfad reproduzierbar eingegrenzt.

Kapitel 6: Backups, Updates und Upgrades absichern

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: Dateninventar; Sicherung; Wiederherstellung; Updatefenster; Upgradepfad; Rollback.

1. Schritt 1: Konfiguration, Schlüssel, Datenbanken, Portalzustand, Systemanpassungen und externe Abhängigkeiten werden als Sicherungsumfang inventarisiert.
2. Schritt 2: Sicherungen werden verschlüsselt, versioniert, außerhalb des Systems aufbewahrt und mit klarer Aufbewahrungsdauer versehen.
3. Schritt 3: Eine Wiederherstellung wird regelmäßig auf einer getrennten Umgebung mit Funktions- und Integritätsprüfung geprobt.
4. Schritt 4: Updates werden über Vorprüfung, Sicherung, Wartungsfenster, technische Prüfung und fachliche Abnahme kontrolliert eingespielt.
5. Schritt 5: Größere Upgrades erhalten einen dokumentierten Pfad mit Kompatibilitätsprüfung, Pilot, Rückfallpunkt und Nachkontrolle.

Kapitel 7: TLS, Zertifikate und Systemhärtung umsetzen

Kapitel-Inhaltsverzeichnis: TLS; CA-Vertrauen; Schlüssel; Diensthärtung; Patchen; Vorfallbehandlung.

1. Schritt 1: Externe und interne Vertrauensbeziehungen werden inventarisiert und mit Eigentümer, Gültigkeit, Erneuerung und Widerruf versehen.
2. Schritt 2: TLS-Konfiguration, Zertifikatskette, Hostnamen und automatisierte Erneuerung werden ohne unsichere Dauer-Ausnahmen geprüft.
3. Schritt 3: Geheimnisse und Schlüssel werden mit minimalen Dateirechten, getrennten Dienstkonten und geregelter Rotation geschützt.
4. Schritt 4: Betriebssystem, Webdienst, PHP-Laufzeit, Datenhaltung, Firewall und Administrationszugang werden nach dem Minimalprinzip gehärtet.
5. Schritt 5: Patchen, Schwachstellenbewertung, Alarmierung, Beweissicherung, Eindämmung und Wiederanlauf werden in einen Vorfallprozess eingebettet.

Praxisübungen

• Verfügbarkeitsziele und Abhängigkeiten je Komponente in einer Ausfallmatrix festlegen.
• Multi-Node-Topologie mit Lastverteilung, Health Checks und Kapazitätsreserven entwerfen.
• Knotenaufnahme, Wartung, Verlust und Rückkehr in einer kontrollierten Umgebung durchführen.
• Failover unter aktiven Sitzungen, Authentisierungsstörung und Netzwerkfehlern messen.
• Wiederanlauf- und Skalierungsrunbook mit klaren Entscheidungspunkten erstellen.

Lernziele

• Hochverfügbarkeitsziele in konkrete Architekturentscheidungen übersetzen.
• Portal- und VPN-Knoten nach Zustandsanforderungen trennen.
• Lastverteilung und Health Checks betriebssicher gestalten.
• Kapazität für Spitzenlast und Knotenverlust planen.
• Failover, Wartung und Wiederanlauf praktisch abnehmen.