Seminar ReDroid Kubernetes-Orchestrierung und Skalierung

Inhaltsübersicht

• Seminarziel
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Methodik

Seminarziel

Betrieb skalierbarer ReDroid-Instanzen in Kubernetes unter Berücksichtigung kernelgebundener Ressourcen, Sicherheit und Persistenz.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Kubernetes-Administratoren, Plattformingenieure, SRE-Teams und Testinfrastruktur-Verantwortliche.

Voraussetzungen: Solide Kubernetes-, Linux- und ReDroid-Kenntnisse; Zugriff auf ein geeignetes Testcluster.

Lernziele

• geeignete Worker-Nodes kennzeichnen und technisch abnehmen
• ReDroid-Workloads mit Zugriff, Persistenz und Healthchecks modellieren
• Pools oder bedarfsgesteuerte Instanzen sicher skalieren
• Betrieb, Updates und Störungen mit Kubernetes-Mitteln beherrschen

Seminarinhalte

1. Cluster-Eignung bewerten

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Worker-Kernel, Architektur, Container Runtime, BinderFS, Gerätezugriff, Pod Security und Grenzen verwalteter Kubernetes-Dienste festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Cluster-Eignung bewerten“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

2. Nodes vorbereiten

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Kernelprüfung, Mounts, Runtime-Konfiguration, Labels, Taints, DaemonSet für Vorbedingungen und dokumentierte Abnahme festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Nodes vorbereiten“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

3. Pod-Sicherheitskontext entwerfen

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für privilegierte Anteile, Capabilities, Devices, seccomp, SELinux oder AppArmor, ServiceAccount und minimale Freigaben festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Pod-Sicherheitskontext entwerfen“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

4. Workload modellieren

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Pod, Deployment, StatefulSet oder Job, Lebenszyklus, Restart-Verhalten, Init Container und eindeutige Instanzidentität festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Workload modellieren“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

5. Netzwerk bereitstellen

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für ADB-Service, ClusterIP, interne DNS-Namen, NetworkPolicy, Ingress-Eignung, Portweiterleitung und administrativer Zugriff festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Netzwerk bereitstellen“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

6. Persistenz integrieren

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für PersistentVolumeClaim, StorageClass, Zugriffsmode, Leistung, Volume Ownership, Snapshots und ephemere Testgeräte festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Persistenz integrieren“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

7. Healthchecks definieren

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Containerzustand, Android-Bootabschluss, ADB-Verfügbarkeit, Readiness, Liveness, Startup Probe und sinnvolle Schwellenwerte festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Healthchecks definieren“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

8. Ressourcen und Scheduling steuern

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Requests, Limits, CPU Manager, Speicher, GPU-Zuordnung, Node Affinity, Topology Spread und Überbelegung festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Ressourcen und Scheduling steuern“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

9. Skalierung organisieren

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für vorbereiteter Pool, Job-basierte Bereitstellung, Queue, Horizontal Pod Autoscaler-Eignung, Quoten und Schutz vor Startstürmen festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Skalierung organisieren“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

10. Updates durchführen

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Image-Digest, Rolling Update, Stateful-Verhalten, Drain, PodDisruptionBudget, Canary und Rückfallstrategie festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Updates durchführen“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

11. Beobachtbarkeit aufbauen

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Events, Podlogs, Nodejournal, Metriken, Android-Status, zentrale Diagnosedaten und Alerting festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Beobachtbarkeit aufbauen“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

12. Störungen beherrschen

1. Schritt 1: Zielbild, Abhängigkeiten und prüfbare Sollwerte für Pending Pod, Mountfehler, CrashLoopBackOff, Nodewechsel, verlorene Verbindung, hängender Termination-Prozess und Bereinigung festlegen.
2. Schritt 2: Ausgangszustand auf Host, Container und Android-Instanz erfassen und Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
3. Schritt 3: Den Themenblock „Störungen beherrschen“ kontrolliert umsetzen; Konfigurationswerte und Entscheidungen versionierbar dokumentieren.
4. Schritt 4: Funktion mit Positiv-, Negativ- und Neustarttest prüfen und anhand der festgelegten Kriterien abnehmen.
5. Schritt 5: Abweichungen eingrenzen, eine sichere Rückfalloption vorhalten und das Betriebs- oder Testverfahren aktualisieren.

Praxisübungen

Übung 1: geeigneten Worker-Node labeln und mit Prüfroutine abnehmen

1. Schritt 1: Ausgangszustand, benötigte Zugriffe und erwartetes Ergebnis festhalten.
2. Schritt 2: Die Aufgabe „geeigneten Worker-Node labeln und mit Prüfroutine abnehmen“ anhand der Seminarumgebung schrittweise durchführen.
3. Schritt 3: Technische Wirkung mit geeigneten Status-, Log- und Funktionstests überprüfen.
4. Schritt 4: Änderungen dokumentieren, Umgebung bereinigen und einen reproduzierbaren Wiederholungsweg festlegen.

Übung 2: ReDroid-Pod mit Startup-, Readiness- und Liveness-Prüfung deployen

1. Schritt 1: Ausgangszustand, benötigte Zugriffe und erwartetes Ergebnis festhalten.
2. Schritt 2: Die Aufgabe „ReDroid-Pod mit Startup-, Readiness- und Liveness-Prüfung deployen“ anhand der Seminarumgebung schrittweise durchführen.
3. Schritt 3: Technische Wirkung mit geeigneten Status-, Log- und Funktionstests überprüfen.
4. Schritt 4: Änderungen dokumentieren, Umgebung bereinigen und einen reproduzierbaren Wiederholungsweg festlegen.

Übung 3: internen ADB-Service und NetworkPolicy konfigurieren

1. Schritt 1: Ausgangszustand, benötigte Zugriffe und erwartetes Ergebnis festhalten.
2. Schritt 2: Die Aufgabe „internen ADB-Service und NetworkPolicy konfigurieren“ anhand der Seminarumgebung schrittweise durchführen.
3. Schritt 3: Technische Wirkung mit geeigneten Status-, Log- und Funktionstests überprüfen.
4. Schritt 4: Änderungen dokumentieren, Umgebung bereinigen und einen reproduzierbaren Wiederholungsweg festlegen.

Übung 4: persistente und ephemere Gerätevariante vergleichen

1. Schritt 1: Ausgangszustand, benötigte Zugriffe und erwartetes Ergebnis festhalten.
2. Schritt 2: Die Aufgabe „persistente und ephemere Gerätevariante vergleichen“ anhand der Seminarumgebung schrittweise durchführen.
3. Schritt 3: Technische Wirkung mit geeigneten Status-, Log- und Funktionstests überprüfen.
4. Schritt 4: Änderungen dokumentieren, Umgebung bereinigen und einen reproduzierbaren Wiederholungsweg festlegen.

Übung 5: mehrere Instanzen mit Ressourcenlimits und Verteilungsregeln starten

1. Schritt 1: Ausgangszustand, benötigte Zugriffe und erwartetes Ergebnis festhalten.
2. Schritt 2: Die Aufgabe „mehrere Instanzen mit Ressourcenlimits und Verteilungsregeln starten“ anhand der Seminarumgebung schrittweise durchführen.
3. Schritt 3: Technische Wirkung mit geeigneten Status-, Log- und Funktionstests überprüfen.
4. Schritt 4: Änderungen dokumentieren, Umgebung bereinigen und einen reproduzierbaren Wiederholungsweg festlegen.

Übung 6: fehlgeschlagenes Update kontrolliert zurückrollen

1. Schritt 1: Ausgangszustand, benötigte Zugriffe und erwartetes Ergebnis festhalten.
2. Schritt 2: Die Aufgabe „fehlgeschlagenes Update kontrolliert zurückrollen“ anhand der Seminarumgebung schrittweise durchführen.
3. Schritt 3: Technische Wirkung mit geeigneten Status-, Log- und Funktionstests überprüfen.
4. Schritt 4: Änderungen dokumentieren, Umgebung bereinigen und einen reproduzierbaren Wiederholungsweg festlegen.

Methodik

Die Themen werden durch fachliche Einordnung, Live-Demonstrationen und angeleitete Übungen am System vermittelt. Jeder technische Block folgt demselben belastbaren Vorgehen: Anforderungen festlegen, Ausgangszustand prüfen, Änderung kontrolliert durchführen, Ergebnis verifizieren und Wiederanlauf beziehungsweise Rückfall dokumentieren.