Seminar simplyblock Architektur und technische Grundlagen

Die Schulung vermittelt die technische Architektur der cloud-nativen, verteilten Block-Storage-Plattform. Control Plane, Storage Plane, Datenpfad, NVMe over Fabrics, Storage Pools, logische Volumes, CSI, Erasure Coding und Multipathing werden als zusammenhängendes System erklärt.

Der Aufbau wird nicht nur beschrieben, sondern anhand konkreter Daten- und Steuerungsabläufe nachvollzogen. Dadurch lassen sich Deployment-Modelle, Leistungsgrenzen, Fehlerdomänen und Integrationsentscheidungen fachlich begründet bewerten.

Inhaltsübersicht

1. Zielgruppe
2. Voraussetzungen
3. Seminarziele
4. Einsatzbild und Kernbegriffe
5. Control Plane verstehen
6. Storage Plane verstehen
7. Datenpfad und NVMe-oF analysieren
8. Pools, Volumes und Kubernetes-Objekte
9. Redundanz und Fehlertoleranz
10. Skalierung, Rebalancing und QoS
11. Deployment-Entscheidungen treffen
12. Praxisübungen
13. Methodische Umsetzung

Zielgruppe

Storage-Architekten, Plattformingenieure, Systemadministratoren, DevOps- und Infrastrukturteams

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Linux, Block Storage, Netzwerken und virtualisierten oder containerisierten Plattformen

Seminarziele

• Control Plane, Storage Plane und Client-Anbindung sicher unterscheiden
• Den Datenpfad vom Workload bis zum NVMe-Gerät nachvollziehen
• Hyperkonvergente, disaggregierte und hybride Topologien bewerten
• Redundanz, Multipathing, Rebalancing und QoS einordnen
• Architekturentscheidungen für eine Zielumgebung dokumentieren

Seminarinhalte

Schritt 1: Einsatzbild und Kernbegriffe

Abgrenzung von softwaredefiniertem Block Storage, NVMe over Fabrics, Clustern, Pools, logischen Volumes und Persistent Volumes. Einordnung typischer Einsatzfelder in Kubernetes, Virtualisierung und Linux.

Schritt 2: Control Plane verstehen

Aufgaben der Management Nodes, Management-API, CLI, Metadatenhaltung, Orchestrierung, Zustandsüberwachung und Quorum. Betrachtung der Hochverfügbarkeit und der Abhängigkeiten zwischen den Management-Diensten.

Schritt 3: Storage Plane verstehen

Aufbau der Storage Nodes, direkte Nutzung von NVMe-Geräten und user-space-basierter Datenpfad. Rolle von SPDK, DPDK, CPU-Zuordnung, NUMA und Netzwerkzugriff.

Schritt 4: Datenpfad und NVMe-oF analysieren

Ablauf einer Ein-/Ausgabeoperation vom Initiator über NVMe/TCP oder NVMe/RDMA bis zur verteilten Ablage. Ermittlung von Latenz-, Durchsatz- und CPU-Einflüssen.

Schritt 5: Pools, Volumes und Kubernetes-Objekte

Zusammenhang zwischen Storage Pool, logischem Volume, NVMe-Subsystem, StorageClass, PersistentVolume und PersistentVolumeClaim. Lebenszyklus und Zuständigkeiten werden gegenübergestellt.

Schritt 6: Redundanz und Fehlertoleranz

Erasure Coding, verteilte Parität, tolerierbare Node-Ausfälle, primäre und sekundäre Pfade sowie automatische Umschaltung. Abgrenzung von Daten- und Pfadschutz.

Schritt 7: Skalierung, Rebalancing und QoS

Wirkung zusätzlicher Nodes, Geräte, CPU-Kerne und Netzpfade. Verteilte Datenplatzierung, automatische Neugewichtung und Serviceklassen zur Isolation konkurrierender Workloads.

Schritt 8: Deployment-Entscheidungen treffen

Bewertung hyperkonvergenter, disaggregierter und hybrider Modelle anhand von Leistung, Verfügbarkeit, Betriebsaufwand, Sicherheitsgrenzen und Wachstum.

Praxisübungen

• Komponenten- und Datenflussdiagramm einer Beispielumgebung erstellen
• Ausfall eines Storage Nodes und Pfadumschaltung fachlich nachvollziehen
• Zwei Deployment-Topologien anhand definierter Kriterien vergleichen
• Storage- und Netzwerkgrenzen für einen Beispiel-Workload bestimmen
• Architekturentscheidung mit Annahmen und Risiken dokumentieren

Methodische Umsetzung

Fachliche Erläuterungen werden unmittelbar mit Demonstrationen und geführten Übungen verbunden. Jeder Arbeitsschritt umfasst Vorbedingungen, Durchführung, Kontrolle, typische Fehlerbilder und dokumentierte Rückfallpunkte. Die Übungen erfolgen an einer vorbereiteten Laborumgebung und werden in neutral formulierten Checklisten festgehalten.