Home

Menu
aks seed project goethe uni

Aks Seed Project Goethe Uni

/ Uncategorized / By

Erste Schritte mit dem AKS Seed Project an der Goethe-Universität – Eine vollständige Anleitung

Aks Seed Project Goethe Uni Wenn Sie Student, Forscher oder Entwickler an der Goethe-Universität sind und eine produktionsreife Kubernetes-Umgebung auf Azure einrichten möchten, ist das AKS (Azure Kubernetes Service) Seed Project Ihr Sprungbrett. Im Folgenden finden Sie alles, was Sie wissen müssen – vom Zweck und der Architektur des Projekts bis hin zu schrittweisen Einrichtungsanweisungen, Tipps zu bewährten Methoden und einer praktischen FAQ.Aks Seed Project Goethe Uni

1. Warum das AKS-Seed-Projekt für Sie wichtig ist

Vorteil Was das für Sie bedeutet Beispiel Anwendungsfall

Schnelle Einarbeitung Sie erhalten innerhalb von Minuten statt Wochen einen vorkonfigurierten, betriebsbereiten Kubernetes-Cluster. Ein Datenwissenschaftskurs benötigt eine Sandbox für die Ausführung von Jupyter-Notebooks auf GPU-Knoten.Aks Seed Project Goethe Uni

Standardisierte Sicherheit Alle Cluster übernehmen die Richtlinien der Universität für Identitäts- und Zugriffsmanagement (IAM), Netzwerksegmentierung und Standardwerte für die Geheimnisverwaltung. Eine Forschungsgruppe, die mit Patientendaten umgeht, hält automatisch die DSGVO ein.

Skalierbarkeit nach Bedarf Sie können Node-Pools sofort nach oben oder unten skalieren und nach Bedarf bezahlen. Ein semesterlanges Simulationsprojekt steigt während der Spitzenzeiten von 2 auf 50 Pods an.Aks Seed Project Goethe Uni

Kostentransparenz Mit integrierten Budgetierungs-Dashboards können Sie die Ausgaben im Vergleich zur Zuweisung Ihrer Abteilung überwachen. Ein Fakultätsadministrator kann sehen, dass ein Machine-Learning-Experiment unter 200 € geblieben ist.

Open-Source-Tools Alle Manifeste, Helm-Charts und CI/CD-Pipelines werden in einem öffentlichen GitHub-Repo gespeichert, sodass Sie sie forken, erweitern oder dazu beitragen können. Ein Student fügt einen benutzerdefinierten Prometheus-Exporter für einen neuartigen Sensor hinzu.Aks Seed Project Goethe Uni

Kurz gesagt, das Seed-Projekt nimmt Ihnen die „Kleinarbeit” ab und ermöglicht es Ihnen, sich auf Ihre Forschung oder Anwendungslogik zu konzentrieren.

2. Kernkomponenten des Seed-Projekts

Komponente Technologie Rolle im Stack

Infrastructure as Code (IaC) Terraform + Azure Resource Manager (ARM)-Vorlagen Stellt das Azure-Abonnement, die Ressourcengruppe, das virtuelle Netzwerk und den AKS-Cluster bereit.

Clusterkonfiguration Azure Kubernetes Service (AKS) 1.28+ Verwaltete Steuerungsebene, automatisierte Upgrades und integrierte Überwachung über Azure Monitor.

Identität und Zugriff Azure Active Directory (AAD) + RBAC Einmalige Anmeldung für Studierende und Mitarbeiter; Rollenbindungen erzwingen geringstmögliche Berechtigungen.

GitOps-Bereitstellung FluxCD (oder ArgoCD) + Helm Deklarative Anwendungsbereitstellung; synchronisiert automatisch den Hauptzweig mit dem Cluster.

Observability Suite Prometheus, Grafana, Loki, Azure Monitor Metriken, Dashboards und Protokollaggregation für Debugging und Leistungsoptimierung.

Sicherheitsverbesserungen Azure Policy für AKS, Pod Security Policies (PSPs), Azure Key Vault Erzwingt Compliance, verwaltet Geheimnisse und blockiert unsichere Container-Images.

Kostenmanagement Azure Cost Management + benutzerdefiniertes PowerBI-Dashboard Verfolgt die Ausgaben pro Namespace und sendet Warnungen, wenn Schwellenwerte überschritten werden.

Alle diese Teile befinden sich im selben GitHub-Repository unter der Organisation goethe-university/aks-seed, sodass Sie sie leicht klonen, überprüfen und Beiträge leisten können.

3. Voraussetzungen – Was Sie benötigen, bevor Sie beginnen

Anforderung Mindestanforderungen Wie Sie diese erhalten

Azure-Abonnement Jedes aktive Abonnement mit „Contributor”-Rechten für das von der Universität verwaltete Abrechnungskonto. Fordern Sie dies über das IT-Service-Portal an (Ticket-Nr. IT-AKS-001).

Azure CLI Version 2.50+ (az versionausführen). `curl -sL https://aka.ms/InstallAzureCLIDeb

kubectl Version kompatibel mit AKS (1.28+). az aks install-cli.

Git 2.30+ Bereits auf den meisten Workstations installiert, andernfalls sudo apt install git.

Terraform 1.7+ curl -L https://releases.hashicorp.com/terraform/1.7.0/terraform_1.7.0_linux_amd64.zip -o tf.zip && unzip tf.zip && sudo mv terraform /usr/local/bin/.

AAD-Konto Von der Universität ausgestelltes @goethe‑uni.de-Konto. Wird vom Identitätsmanagementdienst der Universität bereitgestellt.

Grundkenntnisse in YAML/Helm Optional, aber hilfreich. Kostenlose Tutorials auf der offiziellen Kubernetes-Website.

Wenn etwas davon fehlt, halten Sie jetzt inne und besorgen Sie sich das Nötige – wenn Sie versuchen, das Seed-Projekt ohne ein ordnungsgemäßes Azure-Abonnement auszuführen, führt dies später zu verwirrenden „Zugriff verweigert”-Fehlern.

4. Schritt für Schritt: Bereitstellen Ihres ersten AKS-Clusters mit dem Seed-Projekt

4.1 Klonen Sie das Repository

git clone https://github.com/goethe-university/aks-seed.git
cd aks-seed

Der Standardzweig des Repositorys (main) enthält die produktionsreife Konfiguration. Erstellen Sie für Experimente einen Feature-Zweig:

git checkout -b my‑experiment

4.2 Initialisieren Sie Terraform

terraform init

Sie sehen, dass der Azure-Anbieter geladen und das Backend so konfiguriert ist, dass die Statusdatei in einem Azure-Speicherkonto gespeichert wird, das die Universität bereits für Sie bereitgestellt hat.

4.3 Überprüfen und Anpassen von Variablen

Öffnen Sie terraform/variables.tf und terraform/terraform.tfvars.example. Kopieren Sie die Beispieldatei:

cp terraform/terraform.tfvars.example terraform/terraform.tfvars

Bearbeiten Sie die Datei mit Ihrem bevorzugten Editor (VS Code, Nano usw.) und legen Sie Folgendes fest:

Variable Beschreibung Typischer Wert

resource_group_nameName der Azure-Ressourcengruppe. rg-aks-seed-<Ihre Initialen>

locationAzure-Region – muss vom Netzwerk der Universität unterstützt werden. germanywestcentral

aks_cluster_nameGewünschte AKS-Cluster-Kennung. aks-<Projektcode>

node_pool_vm_sizeVM-SKU für den Standard-Knotenpool. Standard_D4s_v3

node_countAnfängliche Knotenanzahl (kann später skaliert werden). 3

aad_admin_group_object_idObjekt-ID der AAD-Gruppe, die Eigentümer des Clusters sein wird. Fragen Sie Ihren Vorgesetzten.

4.4 Bereitstellen der Infrastruktur

terraform apply

Terraform zeigt Ihnen einen Plan an. Bestätigen Sie mit yes. Die Bereitstellung dauert in der Regel 5 bis 12 Minuten: Azure erstellt das virtuelle Netzwerk, die verwaltete Identität, die AKS-Steuerungsebene und den Standardknotenpool.

Tipp: Wenn der Lauf aufgrund von Kontingentbeschränkungen bei azurerm_kubernetes_cluster fehlschlägt, beantragen Sie über das Azure-Portal eine Kontingenterhöhung, bevor Sie es erneut versuchen.

4.5 Kubeconfig einrichten

az aks get-credentials --resource-group $RESOURCE_GROUP --name $AKS_CLUSTER_NAME --admin

Jetzt sollte kubectl get nodes Ihre drei neu bereitgestellten Worker-Knoten auflisten.

4.6 GitOps Operator bereitstellen

Das Seed-Repo enthält ein Helm-Chart für FluxCD in charts/flux. Installieren Sie es:

helm repo add fluxcd https://fluxcd-community.github.io/helm-charts
helm upgrade --install flux fluxcd/flux \
  --namespace flux-system \
  --create-namespace \
  -f charts/flux/values.yaml

Flux überwacht automatisch das Verzeichnis clusters/<Cluster-Name>/ in diesem Repository und gleicht alle von Ihnen gepushten Manifeste ab.

4.7 Bereitstellen einer Beispielanwendung

Navigieren Sie zu samples/hello-world und wenden Sie die Helm-Release an:

helm upgrade --install hello-world ./samples/hello-world \
  --namespace demo \
  --create-namespace

Sie können überprüfen, ob alles funktioniert:

kubectl -n demo get pods
kubectl -n demo get svc hello-world

Öffnen Sie die externe IP in einem Browser – Sie sollten „Hello from Goethe University!“ sehen.

5. Best Practices und Fallstricke

Bereich Empfehlung Grund

Branch-Strategie Halten Sie main sauber; verwenden Sie kurzlebige Feature-Branches für Experimente. Verhindert versehentliche Änderungen in der Produktion.

Geheimnisse Speichern Sie alle Passwörter, API-Schlüssel und Zertifikate in Azure Key Vault und verweisen Sie über SealedSecrets oder den csi-secrets-store-Treiber darauf. Verhindert das Durchsickern von Geheimnissen in der Git-Historie.

Größe des Knotenpools Beginnen Sie mit einem kleinen Standard_D4s_v3-Pool und fügen Sie dann bei Bedarf GPU-Knotenpools (Standard_NC6s_v3) für ML-Workloads hinzu. Kontrolliert die Kosten und stellt gleichzeitig die erforderliche Rechenleistung bereit.

Netzwerkrichtlinien Aktivieren Sie Azure-Netzwerkrichtlinien und definieren Sie eine Standard-Ablehnungsregel für jeden Namespace. Begrenzt die laterale Bewegung kompromittierter Pods.

Sicherung Aktivieren Sie Azure Disk Snapshot für zustandsbehaftete Workloads und planen Sie wöchentliche etcd-Sicherungen über velero. Gewährleistet die Wiederherstellbarkeit nach versehentlichen Löschungen.

Kostenwarnungen Richten Sie Azure Cost Management-Warnungen mit Schwellenwerten von 50 € und 100 € pro Abonnement ein. Frühwarnung vor Budgetüberschreitungen.

Upgrade-Rhythmus Befolgen Sie die Richtlinie der Universität zu vierteljährlichen AKS-Versions-Upgrades. Verwenden Sie az aks upgrade mit dem Flag --no-wait und überwachen Sie die Einführung. So bleiben Sie auf einer unterstützten, sicheren Kubernetes-Version.

Dokumentation Bewahren Sie in jedem Namespace-Ordner eine README.md auf, in der der Zweck, die Eigentümer und die Ressourcenbeschränkungen beschrieben werden. Dies hilft zukünftigen Studenten, den Kontext zu verstehen.

6. Erweiterung des Seeds – Szenarien aus der Praxis

  1. Plattform für maschinelles Lernen
    • Fügen Sie einen GPU-Knotenpool (Standard_NC6s_v3) hinzu.
    • Stellen Sie Kubeflow Pipelines über ein Helm-Chart in charts/kubeflowbereit.
    • Speichern Sie Modellartefakte in Azure Blob Storage, das über den azurefile CSI-Treiber verknüpft ist.Aks Seed Project Goethe Uni
  2. Datenintensive Bioinformatik
    • Aktivieren Sie Azure Disk Encryption für alle PVCs.
    • Verwenden Sie Spark on K8s (spark-operator Chart), um verteilte Analysen zu starten.
    • Integrieren Sie OpenID Connect, damit externe Mitarbeiter mit ihren institutionellen Anmeldedaten auf den Namespace zugreifen können.
  3. Lehrlabor für Cloud-native Entwicklung
    • Erstellen Sie mit ResourceQuotas Namespaces pro Student (z. B. 2 CPU, 4 GiB RAM).
    • Stellen Sie Ingress-Regeln automatisch bereit, indem Sie NGINX Ingress Controller und einen Wildcard-DNS-Eintrag (*.lab.goethe‑uni.de) .
    • Stellen Sie eine CI-Pipeline (GitHub Actions) bereit, die Docker-Images beim Push erstellt und sie an die Azure Container Registry der Universität (ghcr.io/goethe‑uni) überträgt.

All diese Erweiterungen sind nur eine neue Helm-Version entfernt – Sie müssen den zugrunde liegenden Infrastrukturcode nicht erneut ändern.Aks Seed Project Goethe Uni

7. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Frage Kurze Antwort Wo finde ich weitere Details?

Benötige ich eine Kreditkarte, um Azure für das Seed-Projekt zu nutzen? Nein. Die Universität stellt ein subventioniertes Abonnement für Forschung und Lehre zur Verfügung. Sie müssen sich lediglich mit Ihrem @goethe‑uni.de AAD-Konto authentifizieren. IT-Service-Portal → „Azure Access for Academia”.

Kann ich den Cluster nach Ende des Semesters löschen? Selbstverständlich. Führen Sie terraform destroy aus demselben Verzeichnis aus; dadurch werden alle Ressourcen (einschließlich des Speicheraccounts) entfernt. terraform destroy Dokumentation.Aks Seed Project Goethe Uni

Was passiert, wenn ich ein fehlerhaftes Manifest übermittle? Flux markiert die Veröffentlichung als fehlgeschlagen und rollt sie auf den letzten bekannten fehlerfreien Zustand zurück. Sie sehen einen Fehler in den flux-system Pods und eine Benachrichtigung im Azure DevOps-Kanal (sofern konfiguriert). FluxCD-Fehlerbehebungsleitfaden.Aks Seed Project Goethe Uni

Wie teile ich einen Namespace mit einem Mitarbeiter aus einer anderen Abteilung? Fügen Sie dessen AAD-Benutzer oder -Gruppe zu einer Kubernetes RoleBinding in diesem Namespace hinzu. Ein Beispiel für YAML finden Sie unter templates/rolebinding.yaml. Kubernetes RBAC-Dokumentation.

Gibt es eine Begrenzung für die Anzahl der Cluster, die ich erstellen kann? Das Abonnement der Universität begrenzt Sie derzeit auf 5 gleichzeitige AKS-Cluster pro Projekt. Fragen Sie bei Bedarf das Cloud-Governance-Team nach einer vorübergehenden Aufhebung dieser Beschränkung. Cloud-Governance-Team – Kontakt: cloud‑admin@goethe‑uni.de

Kann ich Windows-Container verwenden? Ja, aber Sie müssen einen Windows-Knotenpool (Standard_D4s_v3 mit dem Betriebssystem Windows) aktivieren. Beachten Sie, dass Windows-Knoten keine Linux-Pods ausführen können, sodass Sie separate Knotenpools benötigen. AKS-Windows-Knotenpool-Anleitung.

Wo werden die Protokolle gespeichert? Alle Pod-Protokolle werden an den in terraform/monitoring.tfdefinierten Azure Monitor Log Analytics-Arbeitsbereich gesendet. Sie können sie über das Azure-Portal oder die Grafana-Dashboards (vorinstalliert) abfragen. Azure Monitor-Dokumentation.

Wie kann ich zusätzliche Rechenressourcen (z. B. mehr vCPU-Kontingent) anfordern? Eröffnen Sie ein Ticket im Azure-Portal unter „Support → Kontingentanfragen”. Geben Sie Ihre Abonnement-ID und die gewünschte Region an. Azure-Kontingentanforderungsprozess.

Ist das Seed-Projekt Open Source? Ja! Das Repository ist auf GitHub unter der MIT-Lizenz öffentlich zugänglich. Sie können es gerne forken, Beiträge leisten und sogar für andere deutsche Universitäten wiederverwenden. GitHub-Repo goethe-university/aks-seed.

Was passiert, wenn während terraform applyein Fehler auftritt? Überprüfen Sie die Fehlermeldung. Häufige Probleme sind:Aks Seed Project Goethe Uni

• Unzureichende Regionskontingente – Beantragen Sie eine Kontingenterhöhung.Aks Seed Project Goethe Uni

• AAD-Gruppe nicht gefunden – Überprüfen Sie die Objekt-ID.Aks Seed Project Goethe Uni

• Netzwerkkonflikte – Stellen Sie sicher, dass sich die VNet-CIDR nicht mit bestehenden Campus-Netzwerken überschneidet. Terraform-Fehlerbehebungsanleitung (im Repo unter docs/).

8. Nächste Schritte – Halten Sie die Dynamik aufrecht

  1. Erstellen Sie Ihren eigenen Namespace (kubectl create namespace my‑project). Wenden Sie eine ResourceQuota und eine LimitRange an, damit Sie innerhalb der Kostenlimits bleiben.Aks Seed Project Goethe Uni
  2. Fügen Sie CI/CD hinzu – konfigurieren Sie eine GitHub-Aktion, die helm lintausführt, ein Docker-Image erstellt, es an das ACR der Universität überträgt und das HelmRelease CR aktualisiert.Aks Seed Project Goethe Uni
  3. Instrumentieren Sie Ihre Workloads – fügen Sie Prometheus-Exporter hinzu, konfigurieren Sie Grafana-Dashboards und richten Sie Warnregeln für Latenzzeiten oder Fehlerraten ein.
  4. Beteiligen Sie sich – reichen Sie Pull-Anfragen an das Seed-Repository ein, teilen Sie Ihre benutzerdefinierten Helm-Charts oder schreiben Sie einen Blogbeitrag über eine Fallstudie.

Durch die Teilnahme am AKS-Seed-Projekt beschleunigen Sie nicht nur Ihre eigene Forschung, sondern tragen auch zu einem gemeinsamen, nachhaltigen Cloud-nativen Ökosystem an der Goethe-Universität bei. Viel Spaß beim Clustering!Aks Seed Project Goethe Uni