Hypervisoren Typ 1/2, Docker vs. VMs, Kubernetes Pods, Zero Trust, NGFW, IPsec & Prometheus.
Lernfeld 12 behandelt moderne Rechenzentrumsarchitekturen: Typ-1 vs. Typ-2 Hypervisoren, Containerisierung mit Docker/Kubernetes, Cloud-Servicemodelle (IaaS, PaaS, SaaS), Zero Trust Security, VPNs (IPsec, WireGuard) und Observability (Prometheus/Grafana).
- Typ 1 (Bare-Metal): Installiert direkt auf der Serverhardware (ESXi, Proxmox VE, Hyper-V). Bietet maximale Performance, direkte Hardwaretreiber und minimale Angriffsfläche.
- Typ 2 (Hosted): Läuft als Anwendung innerhalb eines Host-Betriebssystems (VirtualBox, VMware Workstation). Geeignet für Entwicklungs- und Testzwecke.
| Kriterium | Virtuelle Maschinen (VM) | Container (Docker / OCI) |
|---|---|---|
| Isolierung | Vollständiges Gast-Betriebssystem mit eigenem Kernel & virtueller Hardware. | Teilen sich den Host-Kernel. Isolierung via Linux Namespaces und Cgroups. |
| Startzeit & Overhead | Minuten, GB-großer RAM- und Storage-Bedarf. | Millisekunden, MB-großer Overhead, extrem leichtgewichtig. |
| Kubernetes | Orchestriert Container in Pods, steuert automatische Skalierung (HPA), Rolling Updates und Selbstheilung über die Control Plane. | |
- Zero Trust: "Never trust, always verify" – ständige Authentifizierung und Mikrosegmentierung.
- IPsec IKEv2 Phasen: Phase 1 (IKE-SA: Diffie-Hellman Schlüsselaustausch, Authentifizierung, Aufbau des sicheren Kontrollkanals). Phase 2 (IPsec-SA: Aushandlung von ESP-Verschlüsselung für reale Nutzdaten). NAT-Traversal via Port UDP 4500.
Bearbeiten Sie die Aufgaben und vergleichen Sie Ihre Antwort mit dem didaktischen Erwartungshorizont:
Vergleichen Sie Typ-1-Hypervisoren (Bare-Metal) und Typ-2-Hypervisoren (Hosted) hinsichtlich Architektur, Performance und Einsatzbereich und nennen Sie jeweils zwei Produktbeispiele.
Vergleichen Sie Container und virtuelle Maschinen hinsichtlich Kernel-Architektur, Startzeiten, Speicherplatzbedarf und Isolation.
Definieren Sie die Cloud-Servicemodelle IaaS, PaaS und SaaS nach NIST und erklären Sie das Shared Responsibility Model (Gemeinsame Verantwortlichkeit).
Begründen Sie, warum SNMPv2c in modernen Netzen als Sicherheitsrisiko gilt, und erläutern Sie die drei Sicherheitsstufen von SNMPv3 (noAuthNoPriv, authNoPriv, authPriv).
Berechnen Sie die maximal zulässige Ausfallzeit in Stunden und Minuten pro Jahr.
Erläutern Sie die Aufgaben der Control Plane Komponenten (kube-apiserver, etcd, kube-scheduler) und definieren Sie das Konzept eines Pods.
Unterscheiden Sie den deklarativen Ansatz von Terraform vom imperativen Ansatz von Shell-Skripten und erläutern Sie die Funktion der Terraform State-Datei (terraform.tfstate).
Erklären Sie das Pull-Prinzip von Prometheus gegenüber dem Push-Prinzip, erläutern Sie die Aufgabe von Exportern (z. B. Node Exporter) und definieren Sie die Metriktypen Counter und Gauge.