Kubernetes Kubernetes Full Backup mit Velero

Wer sich zum ersten Mal durch den Kubernetes-Dschungel gekämpft hat, kennt das Gefühl der Euphorie. Endlich lassen sich Applikationen einfach deployen, alles wird effizienter, alles scheint perfekt. Zumindest bis ihr auf das Thema Backup stoßt und die Begeisterung schlagartig abkühlt. Denn mit steigender Komplexität des Clusters kann die Fallhöhe schnell mal schwindelerregend werden. Eine durchdachte Backup-Strategie ist hier also notwendig. Doch wie lässt sich ein Kubernetes-Cluster effektiv sichern? Es gibt verschiedene Dienste, die dabei helfen können: Zu den beliebtesten gehören unter anderem Stash und Velero. Wir erklären euch das Grundprinzip anhand von Velero, einem der etablierten Open Source Tools am Markt.

Warum ein Backup wichtig ist

Ein Kubernetes-Cluster besteht aus vielen kritischen Komponenten, die miteinander reibungslos interagieren müssen. Neben euren Applikationen verwaltet das Cluster wichtige Ressourcen wie Secrets, ConfigMaps, Deployments und viele weitere Kubernetes-Objekte. Diese Konfigurationsdaten sind essentiell für die Stabilität und Leistungsfähigkeit eurer Anwendungen.

Fällt ein Cluster aus - sei es durch einen fehlerhaften Update-Prozess, Hardware-Defekte oder gezielte Angriffe - können die Folgen verheerend sein: Verlorene Daten, inkonsistente Zustände und aufwändige manuelle Wiederherstellungsprozesse führen nicht nur zu langen Ausfallzeiten, sondern können auch erhebliche finanzielle Verluste und Schäden an der Reputation eines Unternehmens nach sich ziehen.

Ein robustes Backup-System ist also nicht nur ein nettes Extra, sondern die Grundlage, um die Integrität und Verfügbarkeit eures Clusters sicherzustellen. Mit Velero steht euch ein Werkzeug zur Verfügung, das nicht nur Ressourcen und Daten umfassend sichert, sondern euch auch die Flexibilität bietet, Backups an verschiedene Anwendungsfälle anzupassen - sei es für die Wiederherstellung, die Cluster-Migration oder die Analyse vergangener Konfigurationen.

Was ist Velero?

Velero (ehemals Ark) ist ein Open-Source-Tool, das speziell für das Backup und Recovery von Kubernetes-Clustern entwickelt wurde. Velero bietet einen großen Funktionsumfang und hat sich in der Kubernetes-Community durch seine einfache Bedienung einen Namen gemacht. Mit Velero lassen sich nicht nur Cluster-Ressourcen und persistente Volumes sichern, sondern Backups auch flexibel speichern - zum Beispiel in Objektspeichern wie AWS S3 oder MinIO. Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von Velero ermöglicht es, auch komplexe Aufgaben wie Cluster-Migrationen oder das Testen von Wiederherstellungsprozessen durchzuführen. Dabei bietet Velero durchdachte Funktionen, um Sicherungen zu automatisieren und regelmäßig auszuführen. So habt ihr die Gewissheit, dass eure Daten und Konfigurationen auch bei Ausfällen oder unerwarteten Ereignissen wiederhergestellt werden können.

Wie funktioniert ein Full Backup mit Velero?

Ein Full Backup in Kubernetes deckt zwei zentrale Bereiche ab: Zum einen werden alle Cluster-Ressourcen wie Deployments, ConfigMaps, Secrets und Services gesichert. Zum anderen müssen auch die persistente Volumes, die eure Anwendungsdaten speichern, berücksichtigt werden. Hier kommt Velero ins Spiel: Es bietet euch die Option, entweder Snapshots dieser Daten anzufertigen oder sie direkt als Kopien in einem Backup-Repository zu speichern. Damit könnt ihr sicherstellen, dass sowohl eure Anwendungen als auch ihre Datenstrukturen und Abhängigkeiten jederzeit wiederherstellbar bleiben.

Um euch einen noch genaueren Eindruck zu geben, wie ihr Velero nutzen könnt, hier ein praktisches Beispiel für die Konfiguration und Nutzung:

Beispiel einer Velero BackupSpec:

apiVersion: velero.io/v1
kind: Backup
metadata:
  name: full-cluster-backup
  namespace: velero
spec:
  includedNamespaces:
    - '*'
  storageLocation: default
  ttl: 72h
  snapshotVolumes: true
  hooks:
    resources:
      - name: pre-backup-hook
        includedNamespaces:
          - '*'
        includedResources:
          - pods
        labelSelector:
          matchLabels:
            hook: pre-backup
        pre:
          exec:
            command:
              - /bin/sh
              - -c
              - "echo 'Running pre-backup tasks'"

Dieses YAML-File beschreibt ein Full Backup, das alle Namespaces umfasst, Snapshots von Volumes erstellt und eine Standard-Aufbewahrungszeit von 72 Stunden definiert. Ihr könnt es an eure Bedürfnisse anpassen und mit dem folgenden Befehl ausführen:

kubectl apply -f full-cluster-backup.yaml

Damit habt ihr einen ersten Einblick, wie ihr mit Velero ein Full Backup einrichten und anpassen könnt.

1. Installation von Velero: Installiert Velero auf eurem Kubernetes-Cluster mit dem offiziellen CLI-Tool. Konfiguriert ein Backup-Repository, das die gesicherten Daten speichert (z. B. AWS S3, MinIO oder ein NFS-Share).

2. Erstellen eines Backups: Führt ein Backup aus, das alle Ressourcen und Daten eures Clusters umfasst. Beispiel: velero backup create full-backup --include-namespaces '*'

3. Wiederherstellung testen: Die Backup-Integrität solltet ihr überprüfen, indem ihr das Backup in einer Testumgebung wiederherstellt. Das hilft auch, Probleme im Ernstfall zu vermeiden.

4. Automatisierung einrichten: Backups sollten fest eingeplant werden. Diese regelmäßigen Sicherungen könnt ihr zum Beispiel mit Hilfe von CronJobs automatisieren.

Best Practices für Kubernetes-Backups

Ein Backup ist nur so gut wie seine Implementierung und Wartung. Um sicherzustellen, dass eure Sicherungen stets zuverlässig sind, gibt es einige Dinge, die ihr beachten solltet. Regelmäßige Wiederherstellungstests sind essenziell, um sicherzugehen, dass eure Backups im Ernstfall wirklich funktionieren. Mit Versionierung vermeidet ihr, alte Sicherungen versehentlich zu überschreiben, und klar definierte Aufbewahrungsrichtlinien helfen euch dabei, Speicherplatz effizient zu nutzen. Verschlüsselt eure Backups, insbesondere wenn sensible Daten enthalten sind, und integriert Velero in euer Monitoring-System, zum Beispiel mit Prometheus. So werdet ihr sofort benachrichtigt, wenn ein Backup fehlschlägt. Auch geografische Redundanz ist wichtig: Sichert eure Daten an mindestens zwei Standorten, um das Risiko durch lokale Ausfälle zu minimieren.

Häufige Herausforderungen und Lösungen

Die Sicherung von Kubernetes-Clustern bringt einige Herausforderungen mit sich. Persistente Volumes können zum Beispiel große Datenmengen enthalten, was Backups verlangsamt. In solchen Fällen helfen inkrementelle Backups dabei, die Datenmenge zu reduzieren. Manche Speicheranbieter unterstützen keine Snapshots. Hier könnt ihr auf Filesystem-Backups ausweichen. Stellt sicher, dass eure Dokumentation und Automatisierungen gut getestet und klar strukturiert sind, damit die Wiederherstellung reibungslos ablaufen kann.

Fazit

Ein Kubernetes-Cluster ohne Backup ist wie ein Hochseilakt ohne Netz. Mit Velero steht euch ein leistungsstarkes Werkzeug zur Verfügung, um eure Cluster-Daten zu sichern und im Notfall schnell wiederherzustellen. Indem ihr auf eine durchdachte Backup-Strategie setzt und Best Practices befolgt, sichert ihr nicht nur eure Anwendungen, sondern auch den Erfolg eures Unternehmens in einer Cloud-nativen Welt.

Lasst euch nicht von der Komplexität abschrecken. Mit den richtigen Tools und einem soliden Plan wird Backup nicht zur Last, sondern zur Versicherung, die euch ruhiger schlafen lässt.