Seminar Flatcar Container Linux – Container-Runtimes mit containerd, Docker und Incus

Flatcar ist auf Container-Workloads ausgerichtet und stellt dafür schlanke Laufzeitumgebungen bereit. Das Seminar ordnet Docker, containerd und Incus ein, behandelt cgroups, Registry-Zugriffe, Logging, systemd-Integration, Laufzeitanpassungen und die sichere Diagnose typischer Start-, Netzwerk- und Storage-Probleme.

Lernziele

• Container-Runtimes und ihre Einsatzgrenzen auf Flatcar unterscheiden
• Docker- und containerd-basierte Workloads reproduzierbar betreiben
• Incus für geeignete Systemcontainer- und VM-Szenarien einordnen
• Registry-Authentisierung, cgroups, Logging und Ressourcensteuerung konfigurieren
• Runtime-Fehler systematisch analysieren und beheben

Inhaltsübersicht

1. Runtime-Architektur und Auswahl
2. Docker-Dienste auf Flatcar
3. containerd und CRI-nahe Nutzung
4. Incus auf Flatcar
5. Registries, cgroups und Sicherheit
6. Runtime-Troubleshooting

Kapitel 1: Runtime-Architektur und Auswahl

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: OCI-Modell; containerd; Docker Engine; Incus.

1. Schritt 1: Ausgangslage, Zielzustand und Abhängigkeiten für OCI-Modell erfassen.
2. Schritt 2: containerd anhand fachlicher, technischer und betrieblicher Kriterien strukturieren.
3. Schritt 3: Docker Engine mit messbaren Prüfkriterien und klaren Verantwortlichkeiten bewerten.
4. Schritt 4: Entscheidungen zu Incus in einer nachvollziehbaren Architektur- oder Betriebsmatrix dokumentieren.

Praxisübung: Mehrere Beispielworkloads werden den geeigneten Runtimes zugeordnet und anhand von Isolation, Bedienmodell und Betriebsaufwand bewertet.

Kapitel 2: Docker-Dienste auf Flatcar

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Daemon-Konfiguration; systemd-Unit; Journald-Logging; Netzwerk und Volumes.

1. Schritt 1: Konfigurationsziel und erforderliche Eingaben für Daemon-Konfiguration festlegen.
2. Schritt 2: systemd-Unit in versionierten Dateien umsetzen und vor der Bereitstellung syntaktisch prüfen.
3. Schritt 3: Journald-Logging in einer isolierten Testumgebung anwenden und mit Status-, Log- und Funktionsprüfungen verifizieren.
4. Schritt 4: Netzwerk und Volumes als Änderungs- oder Fehlerfall testen und den Rücknahmeweg dokumentieren.

Praxisübung: Ein Docker-Workload wird als systemd-Dienst mit kontrolliertem Pull, Neustartverhalten, persistentem Volume und Journald-Ausgabe betrieben.

Kapitel 3: containerd und CRI-nahe Nutzung

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Namespaces; Images und Snapshots; ctr und crictl; Runtime-Konfiguration.

1. Schritt 1: Sollzustand und Prüfkriterien für Namespaces festlegen.
2. Schritt 2: Den aktuellen Zustand von Images und Snapshots mit geeigneten Systemwerkzeugen erfassen.
3. Schritt 3: ctr und crictl kontrolliert durchführen und technische Auswirkungen währenddessen beobachten.
4. Schritt 4: Abweichungen im Bereich Runtime-Konfiguration behandeln und den Ablauf als Runbook festhalten.

Praxisübung: Images und Container werden in getrennten Namespaces verwaltet; Status, Logs und Ressourcen werden mit den passenden Werkzeugen geprüft.

Kapitel 4: Incus auf Flatcar

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Systemcontainer; virtuelle Maschinen; Storage Pools; Netzwerkprofile.

1. Schritt 1: Konfigurationsziel und erforderliche Eingaben für Systemcontainer festlegen.
2. Schritt 2: virtuelle Maschinen in versionierten Dateien umsetzen und vor der Bereitstellung syntaktisch prüfen.
3. Schritt 3: Storage Pools in einer isolierten Testumgebung anwenden und mit Status-, Log- und Funktionsprüfungen verifizieren.
4. Schritt 4: Netzwerkprofile als Änderungs- oder Fehlerfall testen und den Rücknahmeweg dokumentieren.

Praxisübung: Eine kleine Incus-Testumgebung wird aufgebaut und hinsichtlich Host-Erweiterung, Persistenz und Updateverträglichkeit bewertet.

Kapitel 5: Registries, cgroups und Sicherheit

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Registry-Authentisierung; Zertifikate; cgroup v2; Ressourcenlimits.

1. Schritt 1: Schutzbedarf, Bedrohungen und zulässige Vertrauensgrenzen für Registry-Authentisierung bestimmen.
2. Schritt 2: Zertifikate nach dem Prinzip minimaler Rechte konfigurieren und versionieren.
3. Schritt 3: Die Wirksamkeit der Kontrolle für cgroup v2 mit erlaubten und unerlaubten Testfällen prüfen.
4. Schritt 4: Nachweise, Ausnahmen und Wiederherstellungsweg für Ressourcenlimits dokumentieren.

Praxisübung: Ein geschützter Registry-Zugriff wird eingerichtet und ein Container erhält überprüfbare CPU-, Speicher- und Prozessgrenzen.

Kapitel 6: Runtime-Troubleshooting

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Startfehler; Image-Pull; Netzwerk; Storage und Logs.

1. Schritt 1: Das Fehlerbild im Bereich Startfehler reproduzieren und eine unveränderte Zeitlinie sichern.
2. Schritt 2: Logs, Statusdaten und Abhängigkeiten zu Image-Pull erfassen und gegeneinander abgleichen.
3. Schritt 3: Die Ursache durch gezielte Prüfungen von Netzwerk eingrenzen und die kleinste wirksame Korrektur anwenden.
4. Schritt 4: Wiederherstellung, Nachkontrolle und Prävention für Storage und Logs in einem Runbook festhalten.

Praxisübung: Ein absichtlich fehlerhafter Workload wird von der systemd-Unit über Runtime-Status und Netzwerk bis zur Ursache eingegrenzt und wiederhergestellt.

Methodik und Arbeitsumgebung

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Lernform; Laboraufbau; Validierung; Fehlerfälle und Rücknahme.

Vortrag, technische Einordnung, Live-Demonstrationen und geführte Übungen wechseln sich ab. Jede Konfiguration wird in einer isolierten Laborumgebung erstellt, versioniert, geprüft, angewendet und anhand von Status-, Log- und Funktionskontrollen abgenommen. Fehlerfälle und Rücknahmewege sind Bestandteil der Übungen.