MongoDB Technical Administration and Operations Training Course

Modul 1: Einführung und MongoDB-Architektur (4h)

Inhalt:

• Geschichte und MongoDB Ökosystem
• Typische Anwendungsfälle, Vor- und Nachteile
• Allgemeine Architektur: Instanzen, Prozesse und Konfiguration

Praxis:

• Interaktive Erkundung: Verbindung mit Mongo Shell/CLI
• Erstellen einer Beispiel-Datenbank und -Sammlung

Modul 2: Installation und erste Konfiguration (6h)

Inhalt:

• Hardware- und Ressourcenanforderungen
• Installation auf Linux (deb/rpm), Windows und macOS
• YAML-Konfigurationsdateien (mongod.conf): dataDir, logDir, bindIp, Port
• Startoptionen und systemd/Daemon-Verwaltung

Praxis:

• Bereitstellung von Instanzen auf lokalen VMs oder Docker-Containern
• Anpassung der Konfiguration für Entwicklung und Produktion
• Überprüfung sicherer Remote-Zugänge

Modul 3: Datenmodellierung und grundlegende Operationen (5h)

Inhalt:

• BSON-Dokumente, Sammlungen, Datenbanken
• Modellierung: Einfügen vs. Verweisen; Datendesignmuster
• Einfache Indizes (bereits eingeführt)
• Vorgänge mit Mongo Shell und Skriptbeispiele mithilfe von Treibern

Praxis:

• Modellierung eines Anwendungsfalls: Bestand oder Rechnungssystem
• Implementierung von CRUD-Operationen
• Schemavalidation unter Verwendung von JSON Schema in MongoDB

Modul 4: Indizes und Leistung (4h)

Inhalt:

• Einfache, zusammengesetzte, multikey-, text- und geospatial-Indizes
• Nutzung von explain() und Analyse von Metriken
• Einfluss von Indizes auf Schreibleistung und Speicherplatz

Praxis:

• Erstellen von Sammlungen mit Testdaten
• Testen von Abfragen mit und ohne Indizes; Interpretation von explain()
• Anpassung von Indizes basierend auf Zugriffsmodellen

Modul 5: Sicherheit (5h)

Inhalt:

• Authentifizierungsmethoden: SCRAM, Kerberos (Einführung)
• Definition von Benutzern und benutzerdefinierten Rollen
• TLS/SSL zwischen Clients und Servern
• Verschlüsselung im Ruhezustand: Schlüsselkonfiguration
• Einfache Audits-Protokollierung

Praxis:

• Erstellen von Benutzern mit minimalen Rechten
• Konfigurieren von TLS in lokalen Instanzen
• Überprüfung unerlaubten Zugriffs und Überprüfen der Audits-Protokolle

Modul 6: Replication und Hochverfügbarkeit (6h)

Inhalt:

• Konzepte zur Replication: Primary, Secondary, oplog
• Konfiguration von Replikatensets: Initiation, Mitgliedschaft, Arbitrierung
• Überwachung des Status und Wahlen
• Wartung: Hinzufügen/Entfernen von Mitgliedern, Neuverteilung von Prioritäten

Praxis:

• Bereitstellung eines dreiknotigen Replikatensets (lokal oder VMs)
• Simulation einer Primärfehler und Beobachten des Failovers
• Wiederherstellen von Sekundärknoten und Replicas

Modul 7: Sharding und horizontale Skalierbarkeit (6h)

Inhalt:

• Konzepte zur Sharding: Shard-Key, Config-Servers, mongos Router
• Auswahl des Shard-Keys und damit verbundene Risiken
• Bereitstellung von Config-Servers, Shards und mongos
• Neuzuordnung und Chunk-Migration

Praxis:

• Konfigurieren eines einfachen Sharded Clusters
• Einfügen großer Mengen von Daten und Beobachten der Verteilung
• Einführung von Shard-Key-Änderungen und Verständnis der Einschränkungen

Modul 8: Backup, Restore und Katastrophenrecuperation (4h)

Inhalt:

• Native Tools: mongodump/mongorestore, Dateisystem-Snapshots
• Backups in Replikatensets und Sharded Clusters
• Einfache Nutzung von Cloud Manager/Ops Manager für Backup
• Katastrophenrecuperation (DR) Planung: RTO, RPO

Praxis:

• Durchführung von Backup und Restore einer Test-Datenbank
• Simulation eines Fehlers und Wiederherstellung aus dem Backup
• Entwicklung eines DR-Plans für einen hypothetischen Fall

Modul 9: Überwachung und Warnungen (4h)

Inhalt:

• Tools: mongostat, mongotop, Cloud Manager/Atlas Monitoring
• Integration mit Prometheus + Grafana (Konzepte und Beispiele)
• Schlüssel-Metriken: CPU, Speicherplatz, I/O, oplog Größe, Latenzen
• Warnungen: Festlegung von Schwellenwerten und Benachrichtigungen

Praxis:

• Bereitstellung eines lokalen oder containerbasierten Überwachungs-Agents
• Aufsetzen einfacher Dashboards mit Beispielmetriken
• Simulation von Lasten und Beobachten der Warnungen

Modul 10: Wartung, Upgrades und Best Practices (4h)

Inhalt:

• Upgradestrategien für Replikatensets und Sharded Clusters
• Datenbereinigung, Kompakzierung, Integritätsprüfungen
• Überprüfung von Protokollen und regelmäßige Audits
• Automatisieren von Routinetasks (Skripte, cronjobs, Ansible, Terraform)
• Datenspeicherung und Archivierungsrichtlinien

Praxis:

• Simulation kleiner und größerer Upgrades in einem kontrollierten Umfeld
• Kreieren von Automatisierungsskripten für Backup und Überwachung
• Erstellen einer regelmäßigen Wartungsprüfliste

Zusammenfassung und Nächste Schritte