Corso di formazione Amministrazione di piattaforme container con Docker, Kubernetes e OpenShift

Giorno 1 – Container e gestione delle immagini

Introduzione alle piattaforme container

• Confronto tra distribuzione tradizionale di applicazioni e distribuzione basata su container
• Container e macchine virtuali
• Tempi di esecuzione e motori dei container
• Il ruolo di Docker, Kubernetes e OpenShift
• Architetture tipiche delle piattaforme container
• Fluidi di sviluppo, test e produzione

Lavorare con i container

• Esecuzione e gestione dei container
• Ciclo di vita dei container
• Avvio, arresto e rimozione dei container
• Esecuzione di comandi all’interno dei container
• Variabili d’ambiente
• Mappatura delle porte
• Log dei container
• Monitoraggio dell’utilizzo delle risorse e ispezione dei processi

Creazione di immagini container

• Struttura e livelli delle immagini
• Creazione di Dockerfile e Containerfile
• Selezione delle immagini di base
• Aggiunta delle dipendenze dell’applicazione
• Configurazione dei punti di ingresso e dei comandi esecutivi
• Caching delle immagini
• Riduzione della dimensione delle immagini
• Creazione di immagini riproducibili in ogni ambiente

I registri container

• Registri pubblici e privati
• Etichettatura e gestione delle versioni delle immagini
• Upload e download di immagini
• Autenticazione per l’accesso ai registri
• Gestione della conservazione e pulizia delle immagini
• Aspetti di base riguardanti la sicurezza delle immagini

Reti e archiviazione dei container

• Concetti fondamentali sulle reti dei container
• Rete bridge per i container
• Esposizione delle porte
• Comunicazione tra container
• Bind mount e volumi
• Archiviazione persistente dei dati nei container
• Considerazioni relative al backup dei dati

Esercizi pratici

• Esecuzione e ispezione di container
• Creazione di un’immagine applicativa
• Configurazione delle porte e delle variabili d’ambiente
• Pubblicazione di un’immagine su un registro
• Memorizzazione dei dati persistenti al di fuori del container

Giorno 2 – Architettura e carichi di lavoro in Kubernetes

Fondamenti di Kubernetes

• Finalità dell’orchestrazione dei container
• Architettura di Kubernetes
• Componenti del control plane
• Nodi lavoratori
• Server API
• Scheduler
• Controller
• Stato desiderato e stato attuale del cluster
• Comunicazione con il cluster tramite kubectl

Risorse di Kubernetes

• Pod
• ReplicaSet
• Deployment
• Namespace
• Etichette e annotazioni
• Selettori
• Definizione dichiarativa delle risorse
• Manifesti YAML

Distribuzione di applicazioni

• Creazione e gestione dei Deployment
• Scalabilità dei carichi di lavoro
• Aggiornamento delle immagini container
• Rolling update
• Rollback in caso di problemi
• Cronologia delle distribuzioni
• Reinicio dei carichi di lavoro
• Gestione del numero di repliche dell’applicazione

Configurazione applicativa

• ConfigMap
• Secret
• Variabili d’ambiente
• File di configurazione
• Separazione del codice applicativo dalla configurazione
• Gestione delle impostazioni specifiche per ogni ambiente

Gestione delle risorse

• Richiesta di CPU e memoria da parte delle applicazioni
• Limiti impostabili su CPU e memoria
• Quote di utilizzo delle risorse
• Range dei limiti consentiti
• Implicazioni sulla pianificazione delle risorse
• Rilevamento e diagnosi di problemi legati alle risorse disponibili

Esercizi pratici

• Distribuzione di un’applicazione containerizzata
• Creazione e aggiornamento dei manifest Kubernetes
• Scalabilità dell’applicazione in base alle esigenze
• Esecuzione di rolling update e rollback successivo
• Configurazione delle impostazioni applicative tramite ConfigMap e Secret
• Definizione e monitoraggio delle richieste e dei limiti risorse

Giorno 3 – Reti, archiviazione e sicurezza in Kubernetes

Reti di Kubernetes

• Modello di rete all’interno del cluster
• Comunicazione tra Pod
• Rilevamento dei servizi attivi
• DNS all’interno del cluster
• Servizi ClusterIP
• Servizi NodePort
• Servizi LoadBalancer
• Concetti di ingress
• Modalità di esposizione delle applicazioni al traffico esterno

Politiche di rete

• Controllo del flusso di comunicazione tra carichi di lavoro
• Regole per l’ingresso e l’uscita dal traffico
• Gestione delle regole a livello di namespace
• Verifica della connettività rete
• Risoluzione dei problemi legati alla comunicazione tra servizi

Archiviazione persistente

• Tipologie di archiviazione: temporanea e persistente<／li>
• Volumi<／li>
• PersistentVolume<／li>
• PersistentVolumeClaim<／li>
• StorageClass<／li>
• Sistema dinamico di provisioning dello storage<／li>
• Modalità d’accesso alle risorse di storage<／li>
• Regole di recupero dei dati dopo il rilascio<／li>
• Archiviazione per applicazioni che richiedono dati stabili<／li>

Controllo degli accessi in Kubernetes<／h4>

• Concetti di autenticazione e autorizzazione<／li>
• Gestione dell’accesso basata sui ruoli (RBAC)<／li>
• Ruoli e ClusterRole<／li>
• Binding dei ruoli agli utenti: RoleBinding e ClusterRoleBinding<／li>
• Account servizio<／li>
• Applicazione del principio di accesso minimo<／li>
• Analisi delle autorizzazioni effettive attribuite agli utenti<／li>

Sicurezza dei carichi di lavoro<／h4>

• Contesti di sicurezza<／li>
• Esecuzione dei container con privilegi limitati (non root)<／li>
• Capabilità Linux abilitate per i container<／li>
• Sistema di file in sola lettura per maggiore protezione<／li>
• Gestione sicura delle credenziali tramite Secret<／li>
• Verifica dell’origine e affidabilità delle immagini utilizzate<／li>
• Identificazione dei rischi comuni legati alla configurazione<／li>

Esercizi pratici<／h4>

• Esposizione di un’applicazione tramite i servizi Kubernetes<／li>
• Configurazione dell’ingress per la gestione del traffico esterno<／li>
• Limitazione dei flussi di rete secondo le politiche definite<／li>
• Provisioning di archiviazione persistente per l’applicazione<／li>
• Gestione delle autorizzazioni tramite il sistema RBAC<／li>
• Esecuzione di un carico di lavoro rispettando i requisiti minimi di sicurezza<／li>

Giorno 4 – Lavorare con gli ambienti OpenShift<／h3>

Introduzione a OpenShift<／h4>

• OpenShift come piattaforma applicativa basata su Kubernetes<／li>
• Risorse di Kubernetes disponibili in un ambiente OpenShift<／li>
• Architettura dei cluster OpenShift<／li>
• Progetti e namespace in OpenShift<／li>
• Utenti della piattaforma e account servizio<／li>
• Utilizzo della console web di OpenShift<／li>
• Uso dell’interfaccia a riga di comando OpenShift CLI<／li>

Gestione dei progetti e degli accessi<／h4>

• Creazione e amministrazione dei progetti<／li>
• Assegnazione delle autorizzazioni agli utenti<／li>
• Ruoli applicabili a livello di progetto<／li>
• Gestione dell’accesso amministrativo<／li>
• Impostazione e monitoraggio delle quote risorse<／li>
• Definizione dei range limiti per le risorse disponibili<／li>
• Account servizio utilizzabili nell’ambiente<／li>
• Analisi dettagliata delle risorse presenti in un progetto<／li>

Distribuzione di applicazioni<／h4>

• Distribuzione delle immagini container create in precedenza<／li>
• Creazione dei workload applicativi richiesti<／li>
• Gestione ciclica dei Deployment attivi<／li>
• Scalabilità delle risorse distribuite<／li>
• Aggiornamento verso nuove versioni dell’applicazione<／li>
• Implementazione del rollback in caso di problemi<／li>
• Gestione e personalizzazione della configurazione applicativa<／li>
• Sicuro utilizzo dei dati sensibili tramite Secret<／li>

Esposizione delle applicazioni<／h4>

• Servizi gestiti in OpenShift<／li>
• Concetti legati alle route di rete<／li>
• Aspetti della sicurezza TLS<／li>
• Accesso all’applicazione da reti interne ed esterne<／li>
• Gestione degli hostname e dei certificati SSL<／li>
• Risoluzione dei problemi di connettività legati a route e servizi<／li>

Archiviazione in OpenShift<／h4>

• Gestione dei PersistentVolumeClaim<／li>
• Configurazione delle classi di storage disponibili<／li>
• Associazione della memoria di archiviazione ai carichi di lavoro specifici<／li>
• Supporto per applicazioni che richiedono dati stabili<／li>
• Gestione delle autorizzazioni relative all’accesso allo storage<／li>
• Identificazione e risoluzione dei problemi di montaggio degli storage<／li>

Pianificazione dei nodi e gestione della rete<／h4>

• Utilizzo delle etichette e dei selettori per i carichi di lavoro<／li>
• Selezione dei nodi su cui eseguire le applicazioni<／li>
• Gestione di vincoli Taint e Toleration per l’accesso ai nodi<／li>
• Definizione delle regole di affinità e anti-affinità<／li>
• Pianificazione ottimale della distribuzione dei workload<／li>
• Protezione temporanea dei nodi tramite il comando “cordoning” e loro svuotamento prima di manutenzioni<／li>
• Considerazioni operative durante la manutenzione dei nodi<／li>

Esercizi pratici<／h4>

• Accesso all’ambiente OpenShift disponibile in laboratorio<／li>
• Creazione e configurazione di un nuovo progetto<／li>
• Distribuzione ed esposizione pubblica di un’applicazione<／li>
• Assegnazione delle autorizzazioni necessarie a utenti e account servizio<／li>
• Collegamento di archiviazione persistente alle risorse applicative<／li>
• Scalabilità dell’applicazione e aggiornamento progressivo della versione in esecuzione<／li>

Giorno 5 – Operazioni, monitoraggio e risoluzione dei problemi<／h3>

Monitoraggio della piattaforma<／h4>

• Monitoraggio costante dello stato di salute del cluster e delle applicazioni presenti<／li>
• Raccolta e visualizzazione dei dati metriche sulle risorse utilizzate<／li>
• Stato operativo dei nodi fisici che compongono il cluster<／li>
• Verifica dello stato di funzionamento dei carichi di lavoro distribuiti<／li>
• Monitoraggio dell’utilizzo complessivo delle risorse e capacità residue<／li>
• Rilevamento precoce di possibili limitazioni prestazionali<／li>

Log e eventi del sistema<／h4>

• Lettura e analisi dei log generati dai container attivi<／li>
• Gestione e ispezione dei log relativi ai Pod<／li>
• Visualizzazione dei dati di log delle esecuzioni precedenti<／li>
• Rilevamento degli eventi e avvisi generati da Kubernetes<／li>
• Analisi dei messaggi inviati dal sistema e dall’applicazione in esecuzione<／li>
• Filtraggio e interpretazione delle informazioni operative per individuare problemi<／li>

Verifiche di integrità delle applicazioni<／h4>

• Configurazione dei probe di avvio (Startup Probe)<／li>
• Definizione e monitoraggio dei probe di prontezza all’uso (Readiness Probe)<／li>
• Utilizzo dei probe di vitalità per verificare la correttezza operativa (Liveness Probe)<／li>
• Creazione di endpoint di salute utili al processo di diagnosi<／li>
• Diagnostica rapida e affidabile in caso di fallimento dei test di integrità<／li>
• Misure preventive per evitare riavvii non necessari dell’applicazione<／li>

Risoluzione dei problemi relativi ai workload<／h4>

• Analisi dei Pod bloccati nello stato “Pending”<／li>
• Individuazione delle cause di insuccesso nell’estrazione delle immagini container<／li>
• Risoluzione dei cicli ricorrenti di crash nei container<／li>
• Verifica della correttezza delle configurazioni e delle variabili d’ambiente impostate<／li>
• Gestione delle problematiche legate alla mancata montatura delle risorse richieste<／li>
• Rilevamento dei casi di carenza delle risorse assegnate all’applicazione<／li>
• Analisi e correzione degli errori generati da permessi di accesso errati<／li>
• Individuazione delle cause che impediscono il corretto scambio comunicativo tra servizi e route definiti<／li>
• Riscontro e risoluzione dei problemi legati alla risoluzione dei nomi DNS<／li>
• Verifica dei fattori responsabili dell’insuccesso dell’avvio delle applicazioni<／li>

Sicurezza operativa<／h4>

• Rivisione periodica e aggiornamento degli autorizzi impostati<／li>
• Analisi dell’uso corretto e della gestione ottimale degli account servizio<／li>
• Attuazione di procedure riguardanti la sicurezza delle credenziali riservate<／li>
• Adozione rigorosa di buone pratiche per il controllo e la tracciabilità delle immagini container<／li>
• Gestione dell’isolamento rete tramite politiche definite a livello di piattaforma<／li>
• Monitoraggio costante degli accessi alla piattaforma da parte di utenti autorizzati e non<／li>
• Rispetto rigoroso del principio della concessione minima dei privilegi necessari ad ogni soggetto<／li>

Manutenzione ed evoluzione continua della piattaforma<／h4>

• Svolgimento sistematico di controlli operativi programmati per il monitoraggio dello stato generale<／li>
• Interventi ordinari di manutenzione e aggiornamento dei nodi fisici componenti del cluster<／li>
• Stesura strategie per la conservazione sicura ed efficace delle applicazioni durante modifiche strutturali<／li>
• Gestione sistematica delle copie di backup relative alle configurazioni principali della piattaforma<／li>
• Progettazione di un piano dettagliato per i futuri aggiornamenti software e migliorie architetturali<／li>
• Gestione sistematica dei cambiamenti operativi in modo da ridurre l’impatto sui servizi presenti<／li>
• Sviluppo di scenari ipotetici per il test accurato degli aggiornamenti prima della loro attivazione completa<／li>
• Redazione e verifica delle strategie di rollback in caso di malfunzionamenti non previsti<／li>
• Adozione di metodiche consolidate di ripristino d’emergenza ed elaborazione dei disastri informatici<／li>

Workshop pratico finale<／h3>

I partecipanti dovranno portare a termine uno scenario completo, che va dalla progettazione alla corretta manutenzione:

• Creazione e marcatura adeguata di un’immagine container da utilizzare<／li>
• Upload della stessa su un registro centrale accessibile a tutti i team<／li>
• Distribuzione effettiva dell’applicazione risultante in ambienti Kubernetes o OpenShift secondo le linee guida imposte<／li>
• Configurazione corretta delle impostazioni operativa e dei dati sensibili richiesti dall’applicazione stessa<／li>
• Esposizione pubblica, tramite i meccanismi opportuni, dell’applicazione finita agli utenti esterni<／li>
• Connessione e corretta configurazione di risorse archiviazione a durata indefinita per supportare l’evoluzione futura dell’applicazione<／li>
• Definizione dei parametri di autorizzazione appropriati in base ai profili d’utilizzo dei vari utenti coinvolti<／li>
• Creazione e verifica puntuale dei test di salute richiesti dalla logica operativa dell’applicazione stessa<／li>
• Riscalare il carico in corso o implementare nuove versioni seguendo le best practice previste per la scalabilità continua<／li>
• Localizzazione delle cause di eventuali malfunzionamenti introdotti appositamente nello scenario pratico e loro correzione in tempo reale<／li>

Formato del corso<／h4>

• Lezioni interattive e dibattiti tecnici sotto la guida dell’istruttore<／li>
• Demo dal vivo di gestione applicativa operata direttamente dall’esperto formativo<／li>
• Numerosi esercizi pratici mirati a consolidare le competenze acquisite in precedenza<／li>
• Sessioni operative focalizzate su problematiche reale di amministrazione e risoluzione di disfunzioni nei diversi ambienti virtuali<／li>
• Lavoro costante dei partecipanti direttamente all’interno di piattaforme container, Kubernetes o OpenShift simulate in aula<／li>

Opzioni personalizzabili del corso<／h4>

• Il programma didattico può essere adattato per rispondere alle specifiche infrastrutture, ai provider cloud e alle tecnologie container scelte dalle organizzazioni interessate<／li>
• La proporzione delle sezioni dedicate a Docker, Kubernetes ed OpenShift potrà essere modificata in base all’esperienza pregressa dei partecipanti coinvolti<／li>
• Gli esercizi pratici risultano facilmente adattabili alle esigenze operative, al flusso produttivo e alle tempistiche di distribuzione proprie della realtà lavorativa dei clienti industriali<／li>

Avvertenza sui marchi<／h4>

OpenShift è un marchio registrato di Red Hat, Inc. Questo corso è stato sviluppato in autonomia e non risulta legato, approvato né autorizzato ufficialmente da tale azienda.