Seminar IPCEI-CIS: Infrastruktur für Cloud-Edge-Plattformen

Eine tragfähige Cloud-Edge-Plattform beginnt mit klaren Netzwerk-, Ressourcen- und Betriebsgrenzen. Das Seminar verbindet die Infrastrukturperspektive von IPCEI-CIS mit konkreten Administrationsaufgaben. Aus einer vorbereiteten Linux- und Virtualisierungsbasis entsteht ein Labor mit zentralem Standort und getrenntem Edge-Bereich, in dem Anwendungen nachvollziehbar bereitgestellt werden können.

Kubernetes dient als exemplarische Plattform für die Übungen. Es werden weder ein verbindlicher IPCEI-CIS-Technologiestack noch eine vollständig zertifizierte Föderation vorausgesetzt. Der fachliche Schwerpunkt liegt auf dem Zusammenwirken der Bausteine und auf wiederholbaren Prüfungen für Konnektivität, Kapazität, Speicherung und Wiederanlauf.

Lernziele

• Eine abgegrenzte Laborinfrastruktur mit nachvollziehbaren Netz- und Ressourcengrenzen aufbauen.
• Anwendungsbereitstellung, Ressourcensteuerung und persistente Speicherung praktisch überprüfen.
• Fehler systematisch eingrenzen und den Aufbau reproduzierbar dokumentieren.

Seminarinhalte

1. Ressourcen- und Standortmodell
2. Konnektivität zwischen Cloud und Edge
3. Plattform und Mandantentrennung
4. Persistente Daten und Sicherung
5. Automatisierte Bereitstellung
6. Fehlerdiagnose und Betriebsübergabe

1. Ressourcen- und Standortmodell

Abbildung der Beispielarchitektur auf virtuelle Maschinen, Cluster und getrennte Netzwerkbereiche. Festlegung von IP-Adressierung, Namensauflösung, Zeitversorgung und administrativen Zugängen. Prüfung der Ausgangskonfiguration und der Rücksetzpunkte; Zuordnung von Infrastrukturressourcen zu nachvollziehbaren Betriebs- und Ausfallgrenzen.

2. Konnektivität zwischen Cloud und Edge

Einrichtung und Prüfung kontrollierter Kommunikationswege zwischen den Laborstandorten. Betrachtung von Routing, DNS, MTU, TLS und erforderlichen Firewallfreigaben. Messung von Antwortzeiten und Durchsatz sowie Simulation erhöhter Latenz und zeitweise getrennter Verbindungen in einem abgegrenzten Testnetz.

3. Plattform und Mandantentrennung

Bereitstellung einer Beispielanwendung in vorbereiteten Kubernetes-Clustern. Arbeit mit Namespaces, Service Accounts, Ressourcenanforderungen und Quoten. Prüfung von Scheduling-Entscheidungen sowie Service-Erreichbarkeit; Abgrenzung logischer Trennung von Anforderungen an stärkere Isolation bei gemeinsam genutzten Systemen.

4. Persistente Daten und Sicherung

Zuordnung von Speicherklassen und persistenten Volumes zu einer zustandsbehafteten Beispielanwendung. Untersuchung von Datenkonsistenz und Speicherbindung. Erstellung einer anwendungskonsistenten Sicherung, Wiederherstellung in einer Testinstanz und Vergleich des Datenstands mit festgelegten Wiederherstellungsanforderungen.

5. Automatisierte Bereitstellung

Versionierung von Konfigurationen und wiederholbare Ausführung vorbereiteter Ansible- und Deployment-Abläufe. Trennung von Parametern, Geheimnissen und Konfigurationsbestand. Erkennung manueller Abweichungen, kontrollierte Aktualisierung und Rücknahme einer Änderung; Dokumentation der erforderlichen Voraussetzungen für spätere Föderationsübungen.

6. Fehlerdiagnose und Betriebsübergabe

Gezielte Störung von Namensauflösung, Verbindung und Ressourcenzuteilung. Ableitung einer Diagnosefolge aus Ereignissen, Plattformstatus und Netzwerkprüfungen. Wiederherstellung des Sollzustands und Ergänzung eines Runbooks mit Abbruchkriterien, Rücksetzpunkten und überprüfbaren Funktionskontrollen.

Praxisworkshop

1. Laborzustand und Netzplan prüfen und einen Rücksetzpunkt anlegen.
2. Eine Beispielanwendung mit separatem Datenbestand an zwei Teststandorten bereitstellen.
3. Ressourcen und Netzfreigaben anpassen und die Wirkung durch Messungen belegen.
4. Daten sichern, eine Testinstanz zurücksetzen und den gesicherten Stand wiederherstellen.
5. Eine Standortstörung eingrenzen und den dokumentierten Wiederanlauf durchführen.

Schulungsumgebung

Die Schulungsumgebung wird vom Kunden bereitgestellt. Je Übungsgruppe mindestens 16 vCPU, 32 GB RAM und 150 GB freier SSD-Speicher auf vorbereiteten Linux-Systemen oder gleichwertige Ressourcen. Erforderlich sind zwei getrennte Testcluster, ein netzgetrennter Edge-Bereich, administrative Laborrechte, ein Snapshot-Verfahren und ein vorab bereitgestellter Image- und Paketbestand.

Die benötigten Softwarestände, Berechtigungen, Testdaten und Rücksetzmöglichkeiten werden vor Seminarbeginn abgestimmt und geprüft. Übungen erfolgen ausschließlich in freigegebenen Testumgebungen.