Kundenreferenz

AKS-Stabilisierung für die Airflow-Datenplattform eines deutschen Verteilnetzbetreibers: 0 Downtime bei Upgrades, GitOps statt Kindergarten-Cluster

Verteilnetzbetreiber · KRITIS-nahes Umfeld · 30-40 interne Code-Lieferanten · Wie Pexon Consulting eine auf Azure Kubernetes Service betriebene Apache-Airflow-Plattform von manuellen Helm- und CLI-Eingriffen in eine stabile, GitOps-getriebene Produktivumgebung mit KubernetesExecutor, wiederholbaren Upgrades und klarer Trennung zwischen Plattform-Team und Fachentwicklern überführte.

Aktualisiert: Juli 2026
Das Wichtigste in Kürze
Wer
Ein deutscher Verteilnetzbetreiber mit kritischen ETL- und Datenfluss-Anforderungen für Netz-, Markt-, SAP- und Telemetrie-Daten. Auf der gemeinsamen Plattform arbeiten 30-40 interne Code-Lieferanten, während ein 12-14-köpfiges Plattform-Team Betrieb und Weiterentwicklung verantwortet.
Problem
Die AKS-basierte Airflow-Umgebung war produktiv gewachsen, aber nicht als belastbare Plattform designt: Helm-Releases und Cluster-Änderungen liefen manuell per CLI, Upgrades waren riskante Einzelaktionen und für neue Pipelines fehlte ein standardisierter, audit-fähiger Delivery-Pfad.
Lösung
Pexon Consulting stabilisierte die Plattform mit GitOps-Prinzipien, versionierten Helm-Charts, GitLab-CI/CD-Pipelines, KubernetesExecutor für saubere ETL-Job-Isolation und einem klaren Upgrade-Prozess inklusive Monitoring, Rollout-Begleitung und reproduzierbarer Dokumentation.
Ergebnis
AKS-Upgrades laufen heute ohne Downtime für Airflow-Workloads, 30-40 interne Entwickler liefern kontrolliert auf dieselbe Plattform und das Know-how ist nicht länger ausschließlich an manuelle Eingriffe einzelner Operations-Spezialisten gebunden.

Ergebnisse

0
Downtime bei AKS-Upgrades · durch klaren Upgrade-Prozess, Live-Monitoring und GitOps-basierte Rollouts
30-40
interne Code-Lieferanten · arbeiten über einen standardisierten Delivery-Pfad auf gemeinsamer Plattform
12-14
Personen im Plattform-Team · betreiben die Plattform ohne lineares Wachstum mit jedem neuen ETL-Use-Case
3.
Projektjahr · Pexon im dritten Jahr verlängert, weil der Wissenstransfer tief und Ersatz nicht trivial ist

Übersicht Kunde

Branche
Energie · Stromverteilung · Verteilnetzbetrieb
Unternehmen
Deutscher Verteilnetzbetreiber · 30-40 interne Code-Lieferanten · Plattform-Team mit 12-14 Personen
Region
Deutschland
Services
AKS-Plattform-Stabilisierung, GitOps, Airflow-Operations, DevOps, Monitoring, Knowledge-Transfer
Tech-Stack
Microsoft Azure, AKS, Apache Airflow, KubernetesExecutor, Helm, GitLab CI/CD, GitHub Actions, Monitoring-Stack
Projektdauer
drittes Projektjahr, laufender Betrieb und Weiterentwicklung
Compliance
KRITIS · NIS-2 · BSI IT-Sicherheitskatalog · DSGVO
Status
Produktiv, stabilisiert und mit wiederholbaren Upgrade- sowie Delivery-Prozessen im Betrieb

Ausgangslage

Produktiv gewachsen, aber nicht als Plattform gebaut
Die zentrale ETL-Plattform des Verteilnetzbetreibers lief auf Apache Airflow in einem AKS-Cluster, der über Jahre in den produktiven Betrieb hineingewachsen war. Fachlich war die Plattform unverzichtbar, weil sie Zählwerte, Netzlast-Daten, Marktdaten, SAP-Schnittstellen, Geo-Daten und Telemetrie in nachgelagerte Systeme transportierte. Technisch fehlte jedoch ein belastbares Betriebsmodell: Vieles funktionierte, solange die richtigen Personen verfügbar waren, aber zu viel Wissen steckte in einzelnen Köpfen und zu wenig im Repository. Genau daraus entsteht in KRITIS-nahen Umfeldern ein gefährliches Missverhältnis zwischen geschäftlicher Kritikalität und technischer Beherrschbarkeit.
Manuelle Helm- und CLI-Operationen statt Audit-Trail
Signifikante Änderungen am Cluster wurden historisch über kubectl- und helm-Befehle direkt in der Kommandozeile gefahren. Das beschleunigt einzelne Eingriffe kurzfristig, skaliert aber nicht für einen regulierten Plattformbetrieb. Weder Review noch Reproduzierbarkeit noch belastbare Rollback-Routinen sind bei ad-hoc-CLI-Arbeit automatisch gegeben. Für einen Verteilnetzbetreiber unter NIS-2, DSGVO und dem BSI IT-Sicherheitskatalog ist das nicht nur ein technisches Hygiene-Thema, sondern ein handfestes Betriebs- und Prüfungsrisiko. Wer produktive Cluster-Änderungen nicht sauber versioniert, kann ihre Wirkung im Incident- oder Audit-Fall nur eingeschränkt nachweisen.
30-40 Code-Lieferanten ohne klaren Self-Service-Pfad
Mit der Zeit lieferten 30-40 interne Mitarbeitende aus unterschiedlichen Bereichen Code und ETL-Logik für dieselbe Plattform. Ohne standardisierten Delivery-Pfad landet in solchen Setups jede neue Pipeline implizit wieder beim Plattform-Team. Das Team wird zum Flaschenhals für Build, Review, Deployment und Troubleshooting, obwohl es zugleich den Cluster stabil halten soll. Multi-Team-Tenancy war dadurch organisatorisch nur teilweise gelöst: Fachbereiche konnten neue Anforderungen formulieren, aber nicht kontrolliert und eigenständig bis in eine audit-fähige Produktionsroutine bringen. Die Folge waren Wartezeiten, Rückfragen und eine stetig wachsende operative Last für ein ohnehin schlankes Kernteam.
Upgrade-Fenster mit unnötigem Stress und Downtime-Risiko
Azure veröffentlicht regelmäßig neue AKS-Versionen. In einem gesunden Plattformbetrieb werden solche Versionssprünge zur Routine, mit dokumentierten Vorchecks, automatisierten Rollouts, Beobachtbarkeit während des Fensters und einem klaren Entscheidungsbaum bei Abweichungen. In der Ausgangslage waren Upgrades hingegen eher Einzelereignisse mit Unsicherheitsfaktor. Zusätzlich war die klassische Airflow-Ausführung bei Lastspitzen schwer planbar: langlebige Worker-Pools verursachen entweder Leerlauf oder Engpässe. Für ETL-Workloads mit schwankender Last, vielen Teams und kritischen Abhängigkeiten zu Konzernsystemen ist das ein strukturelles Problem, weil jede Upgrade-Angst und jede Ressourcen-Unschärfe direkt in operative Nervosität übersetzt wird.

Lösung & Vorgehen

1
GitOps als Betriebsmodell statt Eingriffe in der Shell
Pexon Consulting hat die AKS-Stabilisierung nicht als Sammlung einzelner Fixes, sondern als neues Betriebsmodell aufgesetzt. Der Kernschritt war die Verlagerung produktiver Cluster-Änderungen in GitOps-Prinzipien: Jede relevante Änderung beginnt im Repository, wird versioniert, reviewbar gemacht und über definierte Pipelines ausgerollt. Damit verschiebt sich der Schwerpunkt von heldenhafter Einzelintervention hin zu kontrollierter Wiederholbarkeit. Versionierte Helm-Charts ersetzen lose ad-hoc-Manifeste und schaffen wiederverwendbare Bausteine für Plattform-Komponenten sowie Workload-nahe Deployments. Gerade in regulierten Infrastrukturen ist das die entscheidende Weiche, weil nicht mehr der Mensch mit dem richtigen Terminal-Tab der eigentliche Betriebsmechanismus ist, sondern ein nachvollziehbarer, reproduzierbarer Delivery-Prozess.
2
GitLab-CI/CD und sauberer Delivery-Pfad für Fachentwickler
Parallel dazu etablierte Pexon GitLab-CI/CD als standardisierten Pfad für Build, Test und Deployment. Das löst gleich mehrere Probleme. Erstens werden Helm-Releases nicht länger manuell in einer Konsole gefahren, sondern über definierte Pipelines mit klarer Historie. Zweitens erhalten die 30-40 internen Code-Lieferanten einen verständlichen Rahmen, innerhalb dessen sie produktiv auf dieselbe Plattform liefern können, ohne bei jedem Schritt individuelle Abstimmungen mit dem Kernteam zu erzwingen. Drittens wird Multi-Team-Tenancy technisch und organisatorisch klarer: Das Plattform-Team definiert Standards, Guardrails und Upgrade-Prozesse, während Fachentwickler innerhalb dieses Rahmens arbeiten. So wächst die Plattformnutzung, ohne dass das Team für jede neue Pipeline linear Personal aufbauen muss.
3
KubernetesExecutor für isolierte ETL-Jobs und elastische Last
Für Apache Airflow führte Pexon ein Setup mit KubernetesExecutor ein. Statt langlebiger Worker-Pools, die entweder überdimensioniert oder unter Last zu knapp sind, startet Airflow pro ETL-Job einen eigenen Kubernetes-Pod. Diese Architektur bringt drei praktische Vorteile in einem Schritt zusammen. Jeder Job ist sauber isoliert, wodurch Seiteneffekte zwischen Workloads reduziert werden. Ressourcen lassen sich elastischer nach Bedarf bereitstellen, was gerade bei schwankenden ETL-Spitzen im Netz- und Marktdatenumfeld relevant ist. Und die operative Nachvollziehbarkeit wird besser, weil Logs, Pod-Zustände und Laufzeitverhalten pro Job klar abgegrenzt beobachtbar sind. Für ein Plattform-Team, das viele Lieferanten und heterogene Workloads koordinieren muss, ist diese Trennung wichtiger als jedes rein theoretische Architekturargument.
4
Upgrade-Routine, Monitoring und Wissenstransfer statt Single-Person-Risiko
Ein weiterer zentraler Beitrag von Pexon lag im Aufbau einer wiederholbaren AKS-Upgrade-Routine. Dazu gehörten vorbereitete Abläufe für Versionssprünge, Pipeline-Automatisierung, Live-Monitoring während der Upgrade-Fenster und die kontrollierte Begleitung produktiver Schritte. Das Ziel war nicht nur ein einzelnes erfolgreiches Upgrade, sondern ein dauerhaft beherrschbarer Prozess. Ergänzend wurde der Monitoring-Stack so mitgestaltet, dass Job-Erfolge, Cluster-Health und Nebeneffekte von Änderungen transparenter sichtbar sind. Diese Kombination aus Technik, Betriebsroutine und dokumentiertem Wissen erklärt auch, warum der Pexon-Consultant im dritten Jahr im Projekt ist: Die Rolle verbindet Data Engineering, Plattform-Engineering und Übersetzung zwischen Management- und IT-Sprache. Wissenstransfer bedeutet hier nicht Folien, sondern eine Plattform, die interne Teams nachvollziehbar weiterbetreiben können.

Vorher / Nachher

DimensionVorherNachherEffekt
Cluster-Änderungenmanuelle Helm- und kubectl-Eingriffe in einzelnen CLI-SessionsGitOps-getriebene Änderungen über versionierte Repositories und Pipelinesreviewbar, reproduzierbar und audit-fähig
AKS-Upgradesstressige Einzelaktionen mit Unsicherheit und Downtime-Risikoklar definierter Upgrade-Prozess mit Live-Monitoring0 Downtime für Airflow-Workloads im Upgrade-Fenster
Airflow-Ausführungklassische Worker-Logik mit begrenzter Isolierung und schwieriger LastplanungKubernetesExecutor mit eigenem Pod pro ETL-Jobsaubere Isolation, elastische Ressourcennutzung und klarere Logs
Liefermodell für neue PipelinesPlattform-Team als Flaschenhals für 30-40 interne Lieferantenstandardisierter Delivery-Pfad mit klaren Plattform-Grenzenmehr Self-Service ohne lineares Team-Wachstum
Wir haben die Plattform aus dem Modus man muss die richtigen Leute anrufen in einen Zustand gebracht, in dem Upgrades, Deployments und ETL-Jobs wieder beherrschbar und nachvollziehbar laufen. Genau das ist für einen Verteilnetzbetreiber unter regulatorischem Druck entscheidend.
PL
Plattformleitung Datenplattform
Data Platform · deutscher Verteilnetzbetreiber

Eingesetzte Technologien & Services

Microsoft Azure Azure Kubernetes Service Apache Airflow KubernetesExecutor Helm GitLab CI/CD

Häufige Fragen

Warum ist AKS-Stabilisierung für einen Verteilnetzbetreiber mehr als nur ein Infrastruktur-Thema?
Weil ETL-Plattformen bei Verteilnetzbetreibern zentrale Netz-, Markt-, SAP- und Telemetrie-Daten bewegen. Wenn Deployments, Upgrades oder Airflow-Workloads instabil laufen, trifft das nicht nur ein Technik-Team, sondern nachgelagerte Fachprozesse und regulatorische Nachweise. AKS-Stabilisierung ist deshalb direkt mit Resilienz, Audit-Fähigkeit und Betriebsfähigkeit unter NIS-2 verknüpft.
Was bringt GitOps konkret gegenüber manuellen Helm- und kubectl-Befehlen?
GitOps verlagert produktive Änderungen aus der individuellen Shell in einen versionierten, reviewbaren und reproduzierbaren Prozess. Statt einer einmaligen CLI-Session gibt es Repository-Historie, Freigaben, Pipeline-Logs und wiederholbare Rollouts. Für regulierte Plattformen ist das entscheidend, weil Fehlerursachen, Verantwortlichkeiten und Rollback-Pfade nachvollziehbar dokumentiert bleiben.
Warum ist der KubernetesExecutor für Airflow in dieser Plattform sinnvoller als klassische Worker?
Der KubernetesExecutor startet für jeden ETL-Job einen eigenen Pod und räumt ihn nach Abschluss wieder auf. Das verbessert Isolation, Ressourcensteuerung und Beobachtbarkeit gegenüber langlebigen Worker-Pools. Bei schwankender ETL-Last und vielen internen Lieferanten reduziert das Cross-Job-Effekte und erleichtert dem Plattform-Team den stabilen Betrieb deutlich.
Wie funktioniert ein AKS-Upgrade ohne Downtime im laufenden Airflow-Betrieb?
Entscheidend ist nicht ein einzelner Trick, sondern eine saubere Routine: vorbereitete Upgrade-Schritte, automatisierte Pipelines, begleitendes Live-Monitoring, kontrollierte Rollouts und klare Verantwortlichkeiten im Fenster. Pexon hat diesen Prozess so etabliert, dass AKS-Versionssprünge nicht mehr als Ausnahmezustand behandelt werden müssen, sondern als wiederholbare Betriebsaufgabe.
Lässt sich dieses Pattern auf andere Stadtwerke oder Verteilnetzbetreiber übertragen?
Ja. Das Muster aus AKS, Apache Airflow, KubernetesExecutor, Helm, GitOps und standardisiertem CI/CD ist hochgradig übertragbar, wenn mehrere Teams ETL-Workloads auf einer gemeinsamen Plattform betreiben. Anpassungen betreffen vor allem Governance, Tooling-Reife und Compliance-Rahmen. Die Grundlogik aus stabiler Plattform und kontrolliertem Delivery-Pfad bleibt gleich.
AKS- und Airflow-Plattformen unter NIS-2 stabilisieren
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