Kubernetes Fundamentals

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Englisch

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Viele Anwendungen bestehen heute aus zahlreichen Containern, die automatisch verteilt, aktualisiert und überwacht werden müssen. Kubernetes übernimmt genau diese Aufgaben und zählt deshalb zu den wichtigsten Technologien für DevOps, Cloud Computing und moderne Softwareplattformen.

Zentrale Themen

  • Aufbau eines Kubernetes-Clusters
  • Steuerung von Pods, Deployments und Workloads
  • Container-Netzwerke und Services
  • Persistente Daten und Storage-Konzepte
  • Kubernetes API, kubectl und Ressourcenverwaltung
  • Helm-Charts und Konfigurationsmanagement
  • Monitoring, Fehleranalyse und Hochverfügbarkeit

Voraussetzung
Sinnvoll sind Grundlagen in Linux, TCP/IP und Docker oder einer vergleichbaren Container-Technologie. Erfahrungen mit YAML erleichtern das Verständnis der Konfiguration.

Zielgruppe
Interessant für DevOps Engineers, Cloud Administratoren, Plattform-Teams, Softwareentwicklung sowie alle, die Anwendungen auf Kubernetes bereitstellen oder verwalten.

Kubernetes zählt inzwischen zum Standard moderner IT-Landschaften. Das Verständnis zentraler Konzepte erleichtert den Einstieg in Cloud-Plattformen wie Azure Kubernetes Service (AKS), Google Kubernetes Engine (GKE) oder Amazon EKS.

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Kursinhalte
  • Kursübersicht und Ziele
  • Kubernetes-Konzepte und -Begriffe
  • Container, Pods und Cluster
  • Kern-Workflow von Kubernetes
  • Methoden zur Cluster-Installation
  • Erstkonfiguration
  • Überlegungen für den Produktivbetrieb
  • Komponenten der Steuerungsebene
  • Worker-Knoten und Kubelet
  • etcd, CoreDNS und Cluster-Netzwerk
  • Grundlagen der Kubernetes-API
  • Verwendung von kubectl
  • Authentifizierung und Autorisierung
  • Namespaces und Pods
  • ReplicaSets und Deployments
  • DaemonSets, Jobs und CronJobs
  • Deployment-Strategien
  • Rolling Updates und Rollbacks
  • Skalierung von Workloads
  • Helm-Charts und Repositorys
  • Anpassung von Charts
  • Grundlagen von Kustomize
  • Persistente Volumes (PV)
  • Persistente Volume-Ansprüche (PVC)
  • Speicherklassen und Rückgewinnungsrichtlinien
  • ClusterIP, NodePort und LoadBalancer
  • Endpunkte und Dienstermittlung
  • DNS-basierte Kommunikation
  • Ingress-Ressourcen
  • Ingress-Controller
  • Grundlagen der Gateway-API
  • Ressourcenanforderungen und -beschränkungen
  • Knotenaffinität, Taints und Toleranzen
  • Zustandsprüfungen und automatische Skalierung der Arbeitslast
  • Protokollierung und Diagnose
  • Grundlagen der Überwachung
  • Fehlerbehebung bei Kubernetes-Workloads
  • Definitionen benutzerdefinierter Ressourcen (CRDs)
  • Kubernetes-Operatoren
  • Erweiterung der Kubernetes-API
  • Geheimnisse und Dienstkonten
  • Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC)
  • Netzwerkrichtlinien
  • Hochverfügbare Steuerungsebene
  • Grundlagen von etcd
  • Erweiterungsschnittstellen CNI, CSI und CRI
  • Zusammenfassung der CKA-Bereiche
  • Prüfungsorientierte Übungen
  • Bewährte Vorgehensweisen und abschließende Vorbereitung

Häufig gestellte Fragen

  • Kubernetes ist die führende Plattform zur Orchestrierung containerisierter Anwendungen. Unternehmen nutzen sie, um Anwendungen automatisiert bereitzustellen, zu skalieren und hochverfügbar zu betreiben. Besonders in Cloud-Umgebungen und Microservice-Architekturen gehört Kubernetes inzwischen zum technischen Standard.
  • Kubernetes vereinfacht die Verwaltung komplexer Anwendungslandschaften. Automatische Skalierung, Self-Healing, Lastverteilung und standardisierte Deployments reduzieren manuellen Aufwand und erhöhen die Stabilität. Dadurch lassen sich Anwendungen schneller aktualisieren und zuverlässiger betreiben.
  • Kubernetes kommt überall dort zum Einsatz, wo Container produktiv betrieben werden. Typische Aufgaben reichen von der Bereitstellung neuer Anwendungen über das Verwalten von Clustern bis zur Überwachung von Workloads sowie der Automatisierung von Updates und Rollouts.
  • Kubernetes wird häufig mit Docker, Helm, Git, CI/CD-Pipelines sowie Cloud-Plattformen wie Microsoft Azure, AWS oder Google Cloud kombiniert. Auch Monitoring-Lösungen, Ingress Controller und Container-Registries gehören in vielen Unternehmen zur täglichen Praxis.
  • Viele Unternehmen modernisieren ihre IT mit Cloud-native-Technologien und containerisierten Anwendungen. Dadurch steigen die Anforderungen an Fachkräfte, die Kubernetes sicher einsetzen, Cluster verwalten und automatisierte Bereitstellungsprozesse unterstützen können.
  • Ein stabiler Betrieb basiert auf sauberer Ressourcenplanung, rollenbasierten Berechtigungen, regelmäßigem Monitoring sowie automatisierten Backups und Updates. Ebenso wichtig sind standardisierte Deployments und eine strukturierte Verwaltung von Konfigurationen und Secrets.
  • Kubernetes verbindet Entwicklung und IT-Betrieb durch automatisierte Bereitstellung, kontinuierliche Updates und reproduzierbare Deployments. In Verbindung mit CI/CD lassen sich Softwareänderungen schneller testen, ausrollen und bei Bedarf kontrolliert zurücksetzen.
  • Der Trend geht zu Plattformautomatisierung, GitOps, Multi-Cloud-Strategien, Edge Computing und KI-gestützten Betriebsprozessen. Kubernetes bildet dabei die technische Grundlage, um Anwendungen flexibel über unterschiedliche Infrastrukturen hinweg bereitzustellen und effizient zu verwalten.
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