Seminar Flatcar Container Linux – Eigene Images, SDK und Kernelmodule

Eigene Flatcar-Images sind nur dann sinnvoll, wenn Anforderungen nicht sauber durch Provisionierung oder systemd-sysext gelöst werden können. Das Seminar vermittelt SDK-Aufbau, Paketänderungen, Produktions-Builds, Board- und OEM-Anpassungen, Kernelkonfiguration, externe Module, reproduzierbare Tests und die Absicherung der Lieferkette.

Lernziele

• Zwischen Provisionierung, systemd-sysext und eigenem Image fundiert entscheiden
• Das Flatcar-SDK einrichten und reproduzierbare Builds ausführen
• Pakete, Images, Boards und OEM-Anteile kontrolliert anpassen
• Kerneloptionen und externe Kernelmodule versionssicher erstellen
• Build-Artefakte prüfen, signieren, testen und in einen Releaseprozess überführen

Inhaltsübersicht

1. Entscheidung: Provisionierung, sysext oder Image
2. Repository- und Buildarchitektur
3. SDK-Bootstrap und Arbeitsumgebung
4. Pakete und Basisimage anpassen
5. Produktionsimages und Boards
6. Kernelkonfiguration und Module
7. Teststrategie und Interoperabilität
8. Lieferkette und Artefaktintegrität
9. Release, Verteilung und Rollback

Kapitel 1: Entscheidung: Provisionierung, sysext oder Image

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Anforderungsklassen; Wartungsaufwand; Updatekopplung; Risikobewertung.

1. Schritt 1: Ausgangslage, Zielzustand und Abhängigkeiten für Anforderungsklassen erfassen.
2. Schritt 2: Wartungsaufwand anhand fachlicher, technischer und betrieblicher Kriterien strukturieren.
3. Schritt 3: Updatekopplung mit messbaren Prüfkriterien und klaren Verantwortlichkeiten bewerten.
4. Schritt 4: Entscheidungen zu Risikobewertung in einer nachvollziehbaren Architektur- oder Betriebsmatrix dokumentieren.

Praxisübung: Für mehrere reale Erweiterungsanforderungen wird ein begründeter Entscheidungsbaum zwischen Butane, sysext und eigenem Image erstellt.

Kapitel 2: Repository- und Buildarchitektur

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Quell-Repositories; Boards; Pakete; Build-Artefakte.

1. Schritt 1: Ausgangslage, Zielzustand und Abhängigkeiten für Quell-Repositories erfassen.
2. Schritt 2: Boards anhand fachlicher, technischer und betrieblicher Kriterien strukturieren.
3. Schritt 3: Pakete mit messbaren Prüfkriterien und klaren Verantwortlichkeiten bewerten.
4. Schritt 4: Entscheidungen zu Build-Artefakte in einer nachvollziehbaren Architektur- oder Betriebsmatrix dokumentieren.

Praxisübung: Die wichtigsten Quell- und Artefaktflüsse werden nachvollzogen und einer reproduzierbaren Build-Pipeline zugeordnet.

Kapitel 3: SDK-Bootstrap und Arbeitsumgebung

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: SDK-Container oder Chroot; Toolchain; Caches; Buildkonfiguration.

1. Schritt 1: Buildziel, Quellstand und Abhängigkeiten für SDK-Container oder Chroot eindeutig festlegen.
2. Schritt 2: Toolchain in einer isolierten und reproduzierbaren Buildumgebung umsetzen.
3. Schritt 3: Das Ergebnis für Caches technisch, funktional und sicherheitsbezogen prüfen.
4. Schritt 4: Artefakt, Herkunft und Rückfalloption für Buildkonfiguration versionieren und freigeben.

Praxisübung: Eine isolierte SDK-Umgebung wird initialisiert, geprüft und für wiederholbare Builds mit dokumentierten Eingaben vorbereitet.

Kapitel 4: Pakete und Basisimage anpassen

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Ebuild- oder Paketdefinition; Patches; Abhängigkeiten; Imagezusammenstellung.

1. Schritt 1: Buildziel, Quellstand und Abhängigkeiten für Ebuild- oder Paketdefinition eindeutig festlegen.
2. Schritt 2: Patches in einer isolierten und reproduzierbaren Buildumgebung umsetzen.
3. Schritt 3: Das Ergebnis für Abhängigkeiten technisch, funktional und sicherheitsbezogen prüfen.
4. Schritt 4: Artefakt, Herkunft und Rückfalloption für Imagezusammenstellung versionieren und freigeben.

Praxisübung: Eine kleine Paketänderung wird eingebracht, gebaut und in einem Testimage mit eindeutigem Änderungsnachweis verifiziert.

Kapitel 5: Produktionsimages und Boards

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Board-Konfiguration; OEM-Anteile; Disk-Image; Cloud- und Bare-Metal-Varianten.

1. Schritt 1: Buildziel, Quellstand und Abhängigkeiten für Board-Konfiguration eindeutig festlegen.
2. Schritt 2: OEM-Anteile in einer isolierten und reproduzierbaren Buildumgebung umsetzen.
3. Schritt 3: Das Ergebnis für Disk-Image technisch, funktional und sicherheitsbezogen prüfen.
4. Schritt 4: Artefakt, Herkunft und Rückfalloption für Cloud- und Bare-Metal-Varianten versionieren und freigeben.

Praxisübung: Ein Produktionsimage für eine definierte Zielplattform wird erzeugt und hinsichtlich Bootfähigkeit, OEM-Funktionen und Partitionierung geprüft.

Kapitel 6: Kernelkonfiguration und Module

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Kerneloptionen; Modulquellen; ABI-Kopplung; Signierung.

1. Schritt 1: Buildziel, Quellstand und Abhängigkeiten für Kerneloptionen eindeutig festlegen.
2. Schritt 2: Modulquellen in einer isolierten und reproduzierbaren Buildumgebung umsetzen.
3. Schritt 3: Das Ergebnis für ABI-Kopplung technisch, funktional und sicherheitsbezogen prüfen.
4. Schritt 4: Artefakt, Herkunft und Rückfalloption für Signierung versionieren und freigeben.

Praxisübung: Ein Beispielmodul wird gegen den vorgesehenen Kernel gebaut, eingebunden, geladen und nach einem Versionswechsel erneut validiert.

Kapitel 7: Teststrategie und Interoperabilität

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Boottests; Provisionierungstest; Updatepfad; Plattformmatrix.

1. Schritt 1: Eingaben, Zustandsgrenzen und gewünschtes Ergebnis für Boottests modellieren.
2. Schritt 2: Provisionierungstest als wiederverwendbaren, versionierten Automatisierungsbaustein implementieren.
3. Schritt 3: Updatepfad mit Plan-, Syntax- und Integrationstests gegen eine isolierte Umgebung prüfen.
4. Schritt 4: Drift, Fehler und Rücknahme im Bereich Plattformmatrix automatisiert erkennen und dokumentieren.

Praxisübung: Eine Testmatrix prüft Image, Ignition, Netzwerk, Storage, Runtime und Updatepfad automatisiert auf mindestens zwei Plattformen.

Kapitel 8: Lieferkette und Artefaktintegrität

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Herkunftsnachweis; Prüfsummen; Signaturen; SBOM und Zugriffsschutz.

1. Schritt 1: Schutzbedarf, Bedrohungen und zulässige Vertrauensgrenzen für Herkunftsnachweis bestimmen.
2. Schritt 2: Prüfsummen nach dem Prinzip minimaler Rechte konfigurieren und versionieren.
3. Schritt 3: Die Wirksamkeit der Kontrolle für Signaturen mit erlaubten und unerlaubten Testfällen prüfen.
4. Schritt 4: Nachweise, Ausnahmen und Wiederherstellungsweg für SBOM und Zugriffsschutz dokumentieren.

Praxisübung: Ein Build-Artefakt erhält nachvollziehbare Herkunftsdaten, Integritätsprüfungen und eine kontrollierte Freigabe durch getrennte Rollen.

Kapitel 9: Release, Verteilung und Rollback

Inhaltsverzeichnis des Kapitels: Versionsschema; Update-Payload; Kanalzuordnung; Rückfallstrategie.

1. Schritt 1: Sollzustand und Prüfkriterien für Versionsschema festlegen.
2. Schritt 2: Den aktuellen Zustand von Update-Payload mit geeigneten Systemwerkzeugen erfassen.
3. Schritt 3: Kanalzuordnung kontrolliert durchführen und technische Auswirkungen währenddessen beobachten.
4. Schritt 4: Abweichungen im Bereich Rückfallstrategie behandeln und den Ablauf als Runbook festhalten.

Praxisübung: Ein Testrelease wird versioniert, verteilt, aktualisiert und nach einem simulierten Fehler auf den zuvor geprüften Stand zurückgeführt.

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.