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# Serienbrief – DOCX‑Mailmerge mit Django, Celery & LibreOffice
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Web‑Anwendung zur Erstellung personalisierter Serienbriefe aus DOCX‑Vorlagen und CSV‑Empfängerlisten. Ergebnis ist ein zusammengeführtes PDF mit einem Brief pro Empfänger:in.
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Zielumgebung: internes LAN, hinter zentralem Reverse‑Proxy (TLS‑Terminierung extern). Produktionsnah konzipiert: Hardening, Resource‑Limits, Healthchecks, Backup‑Job.
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## Inhaltsverzeichnis
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1. [Funktionsumfang](#funktionsumfang)
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2. [Architekturübersicht](#architekturübersicht)
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3. [Tech‑Stack](#techstack)
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4. [Komponenten im Detail](#komponenten-im-detail)
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5. [Verzeichnisstruktur](#verzeichnisstruktur)
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6. [Datenfluss eines Serienbrief‑Jobs](#datenfluss-eines-serienbriefjobs)
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7. [Datenmodell](#datenmodell)
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8. [Sicherheitskonzept](#sicherheitskonzept)
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9. [Netzwerk & Ports](#netzwerk--ports)
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10. [Volumes & Persistenz](#volumes--persistenz)
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11. [Konfiguration](#konfiguration)
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12. [Inbetriebnahme](#inbetriebnahme)
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13. [Entwicklung in VS Code](#entwicklung-in-vs-code)
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14. [Betrieb & Wartung](#betrieb--wartung)
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15. [Datenschutz & Compliance](#datenschutz--compliance)
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16. [Bekannte Einschränkungen & Roadmap](#bekannte-einschränkungen--roadmap)
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## Funktionsumfang
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- DOCX‑Vorlagen mit Jinja‑artigen Platzhaltern (`{{ feldname }}`) via **docxtpl**
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- CSV‑Upload als Empfängerliste (UTF‑8, Komma‑Trenner)
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- Asynchrone Verarbeitung über Celery — UI bleibt responsiv, Status‑Polling per HTMX
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- DOCX → PDF Konversion mit headless **LibreOffice**
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- Zusammenführung aller Einzel‑PDFs via **pypdf**
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- Authentifizierung über Djangos Auth‑System, Brute‑Force‑Schutz mit **django‑axes**
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- Geschütztes Ausliefern generierter PDFs via **X‑Accel‑Redirect** (Nginx)
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- Audit‑Log pro Job (Status‑Wechsel, Fehler, abgearbeitete Zeilen)
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- Tägliches Backup (pg_dump + Media‑Tar, 14 Tage Retention)
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## Architekturübersicht
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```
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┌──────────────────────────────────────────────┐
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│ Externer LAN‑Proxy (Nginx, TLS‑Terminierung)│
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│ https://serienbrief.lan │
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└────────────────────┬─────────────────────────┘
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│ HTTP (intern)
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▼
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┌───────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Compose‑Stack »serienbrief« │
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│ │
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│ ┌───────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐ │
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│ │ nginx │──▶│ web (Django) │──▶│ db (Postgres 16) │ │
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│ │ App‑Proxy │ │ Gunicorn │ │ │ │
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│ └─────┬─────┘ └──────┬───────┘ └──────────────────┘ │
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│ │ X‑Accel │ enqueue │
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│ │ static/media ▼ │
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│ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐ │
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│ └────────▶│ redis (Broker)│◀─│ worker (Celery) │ │
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│ └──────────────┘ │ LibreOffice+pypdf│ │
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│ └──────────────────┘ │
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│ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐ │
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│ │ beat (Cron) │ │ backup (pg_dump) │ │
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│ └──────────────┘ └──────────────────┘ │
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└───────────────────────────────────────────────────────────┘
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```
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Zwei Bridge‑Netze trennen Verantwortlichkeiten:
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- **frontend** – nur `nginx` ↔ `web`. Einziges Netz mit Port‑Bind nach außen.
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- **backend** – `web`, `worker`, `beat`, `db`, `redis`, `backup`. Kein direktes Internet‑/LAN‑Exposing.
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## Tech‑Stack
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| Schicht | Komponente | Version |
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|---|---|---|
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| Host‑OS | Ubuntu Server LTS | 22.04 / 24.04 |
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| Container Runtime | Docker Engine | 27.x+ |
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| Orchestrierung | Docker Compose v2 | — |
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| App‑Framework | Django | 5.1.4 |
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| WSGI (Prod) | Gunicorn | — |
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| Task Queue | Celery | 5.4 |
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| Broker / Result Backend | Redis | 7‑alpine |
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| Datenbank | PostgreSQL | 16‑alpine |
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| DOCX‑Templating | docxtpl | 0.19 |
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| DOCX→PDF | LibreOffice (headless) | bundled in Image |
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| PDF‑Merge | pypdf | 5.1 |
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| App‑Proxy | Nginx | 1.27‑alpine |
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| Auth‑Hardening | django‑axes | aktuell |
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| UI‑Interaktion | django‑htmx | aktuell |
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| DB‑Adapter | psycopg | 3.2.3 (binary) |
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| Python | CPython | 3.12 (slim‑bookworm) |
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## Komponenten im Detail
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### `nginx` – App‑interner Reverse‑Proxy
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- Terminiert **kein** TLS (übernimmt der externe Proxy)
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- Liefert Static‑ und Media‑Dateien direkt aus den Volumes aus
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- Setzt `X‑Accel‑Redirect` für Auth‑geschützte PDFs um: Django prüft die Berechtigung, Nginx streamt die Datei ohne Python im Pfad
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- Hört auf `${APP_BIND_IP:-127.0.0.1}:${APP_BIND_PORT:-8080}` (Default Loopback)
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- Healthcheck gegen `/healthz`
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### `web` – Django + Gunicorn
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- Rolle `web` (per `ROLE`‑Env unterschieden, gleiches Image wie worker/beat)
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- Stateless, read‑only Root‑FS, `/tmp` als tmpfs
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- Settings‑Split: `base.py`, `dev.py`, `production.py`
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- Entrypoint wartet auf DB‑Readiness, führt `migrate` und (in Prod) `collectstatic` aus
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- Healthcheck via `/healthz`
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### `worker` – Celery
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- Verarbeitet `process_mailmerge_job`‑Tasks
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- LibreOffice‑User‑Profil im tmpfs (`/tmp/lo_profile_<task_id>`) → keine Leaks zwischen Jobs
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- `--concurrency=2`, `--max-tasks-per-child=50` (RAM‑Leak‑Schutz bei LibreOffice)
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### `beat` – Celery Scheduler
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- Nutzt `DatabaseScheduler` von django‑celery‑beat
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- Geplant für: Retention‑Cleanup (alte Jobs/PDFs), Audit‑Log‑Rotation
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- *Hinweis: Konkrete Periodic Tasks aktuell noch nicht registriert (siehe Roadmap)*
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### `db` – PostgreSQL 16
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- Eigenes Volume `postgres_data`
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- Passwort via Docker‑Secret (`/run/secrets/postgres_password`)
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- Init‑Skripte unter `./postgres/init` (z.B. zusätzliche Extensions)
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- `shm_size: 256mb` für komplexere Queries
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### `redis` – Broker & Result Backend
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- Passwortgeschützt (`REDIS_PASSWORD` aus `.env`)
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- AOF persistence + RDB snapshot (`save 900 1`)
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- `maxmemory 256mb` mit `allkeys‑lru`
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### `backup` – nightly pg_dump + media tar
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- Custom‑Loop mit `sleep 86400` (kein systemd nötig)
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- pg_dump im Custom‑Format (`-Fc`) → `pg_restore`‑kompatibel
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- Media‑Tar aus `media_files`‑Volume (read‑only Mount)
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- Retention 14 Tage (konfigurierbar)
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- Schreibt nach `./backups` auf dem Host
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## Verzeichnisstruktur
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```
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serienbrief/
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├── app/ # Django‑Projekt
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│ ├── Dockerfile # Multi‑Stage: builder → runtime‑base → runtime / dev
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│ ├── entrypoint.sh # wait_for_db → migrate → collectstatic → exec CMD
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│ ├── manage.py
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│ ├── requirements.txt
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│ ├── requirements-dev.txt # debugpy, ipython, ruff, pytest, debug-toolbar
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│ ├── config/ # Project package
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│ │ ├── celery.py
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│ │ ├── urls.py
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│ │ ├── wsgi.py
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│ │ └── settings/
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│ │ ├── base.py
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│ │ ├── dev.py
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│ │ └── production.py
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│ ├── mailmerge/ # Hauptapp
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│ │ ├── models.py # LetterTemplate, MailMergeJob, JobLogEntry
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│ │ ├── views.py
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│ │ ├── admin.py
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│ │ ├── forms.py
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│ │ ├── urls.py
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│ │ ├── tasks.py # Celery tasks
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│ │ ├── services/
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│ │ │ ├── docx_renderer.py # docxtpl + LibreOffice
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│ │ │ └── pdf_merge.py # pypdf
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│ │ └── management/commands/
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│ │ └── wait_for_db.py
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│ └── templates/
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│ ├── base.html
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│ ├── registration/login.html
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│ └── mailmerge/…
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├── nginx/
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│ ├── nginx.conf
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│ └── conf.d/serienbrief.conf
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├── postgres/init/ # SQL init scripts
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├── secrets/
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│ └── postgres_password.txt # 0600, NICHT in Git
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├── backups/ # nightly dumps + media tars
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├── docker-compose.yml # Produktion
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├── docker-compose.override.yml # Dev (automatisch gemerged)
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├── .env # NICHT in Git
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├── .env.example
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├── .devcontainer/ # VS Code Dev Container
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├── .vscode/ # launch / tasks / settings / extensions
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└── README.md
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```
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## Datenfluss eines Serienbrief‑Jobs
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1. **Upload Vorlage:** `LetterTemplate` mit DOCX‑Datei wird angelegt (Admin oder UI)
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2. **Job‑Erstellung:** User wählt Vorlage + lädt CSV hoch → `MailMergeJob(status=queued)`
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3. **Enqueue:** View löst `process_mailmerge_job.delay(job.pk)` aus
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4. **Worker holt Task:**
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- Liest CSV (UTF‑8, validiert Header gegen Platzhalter)
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- Iteriert Zeilen → docxtpl rendert pro Zeile eine temporäre DOCX in `/tmp`
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- LibreOffice (`soffice --headless --convert-to pdf …`) erzeugt pro DOCX ein PDF
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- pypdf merged alle PDFs in eine Ausgabedatei unter `media_files`
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- `JobLogEntry`s pro Schritt; Status `running → done` bzw. `failed`
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5. **UI‑Polling:** HTMX fragt `/jobs/<id>/status/` alle ~2 s ab → Fortschrittsbalken
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6. **Download:** Nutzer klickt Download → View prüft Auth → Antwort enthält `X‑Accel‑Redirect: /protected/…` → Nginx streamt das PDF
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## Datenmodell
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```text
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LetterTemplate
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├── id, name (unique), description
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├── docx_file (FileField → media/templates/)
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├── created_by (FK User), created_at, updated_at
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└── is_active
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MailMergeJob
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├── id, template (FK LetterTemplate)
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├── csv_file (FileField → media/jobs/<id>/input.csv)
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├── output_pdf (FileField → media/jobs/<id>/output.pdf)
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├── status: queued | running | done | failed
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├── total_rows, processed_rows
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├── created_by, created_at, started_at, finished_at
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└── error_message
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JobLogEntry
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├── id, job (FK MailMergeJob, related_name="log_entries")
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├── level: info | warning | error
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├── message, created_at
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```
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## Sicherheitskonzept
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Im Sinne der Space‑Vorgabe »Security‑by‑Default«:
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### Container‑Hardening
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- `no-new-privileges: true` bei allen Services
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- `read_only: true` für `web`, `worker`, `beat` (writable nur via tmpfs `/tmp`)
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- Non‑root‑User `app` (UID/GID 1000, anpassbar per Build‑Args)
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- Minimales Image (`python:3.12-slim-bookworm`), Multi‑Stage‑Build trennt Build‑ und Laufzeit‑Dependencies
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- Ressourcen‑Limits (memory + cpus) auf allen Services
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- `tmpfs`‑Größen explizit limitiert (`size=256M`, etc.)
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### Netzwerk
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- Zwei isolierte Bridges (`frontend`, `backend`)
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- Nur `nginx` bindet nach außen, default auf **Loopback**
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- DB und Redis ausschließlich auf `backend`
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- Externer Proxy übernimmt TLS, HSTS, ggf. IP‑Allowlist
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### Secrets
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- Postgres‑Passwort via Docker‑Secret (`./secrets/postgres_password.txt`, Mode 0600)
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- Redis‑Passwort + Django‑Secret‑Key in `.env` (nicht in Git)
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- `.env` und `secrets/` sind in `.gitignore` ausgenommen
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### Anwendungs‑Sicherheit
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- django‑axes: Lockout nach n Fehlversuchen
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- CSRF aktiv, Trusted Origins explizit gepflegt
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- `SECURE_PROXY_SSL_HEADER` gesetzt, damit Django HTTPS hinter dem externen Proxy korrekt erkennt
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- `USE_X_FORWARDED_HOST=True`
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- X‑Accel‑Redirect statt direktem File‑Download → Nginx liefert nur, was Django freigibt
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- Session‑Cookies `HttpOnly`, `SameSite=Lax`, `Secure` (in Prod)
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### Defense‑in‑Depth (Empfehlungen)
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- AppArmor‑Profile pro Container (z.B. via `--security-opt apparmor=...`) – aktuell nicht aktiv
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- seccomp‑Profile (Default reicht, custom optional)
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- Image‑Scanning (`trivy`, `grype`) in CI integrieren
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- Renovate/Dependabot für Base‑Image und Python‑Deps
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## Netzwerk & Ports
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| Port (Host) | Service | Sichtbarkeit | Zweck |
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|---|---|---|---|
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| 8080 | nginx | `${APP_BIND_IP}` | HTTP für externen Proxy |
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| 8000 | web | nur Dev | Django runserver |
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| 5678 | web (Dev) | nur Dev | debugpy |
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| 5432 | db | nur Dev | Postgres (Tools wie pgAdmin) |
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| 6379 | redis | nur Dev | Redis‑CLI |
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In Produktion bleiben **nur** Port 8080 (intern an externen Proxy) erreichbar.
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## Volumes & Persistenz
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| Volume | Inhalt | Backup? |
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|---|---|---|
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| `postgres_data` | Postgres‑Daten | pg_dump nightly |
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| `redis_data` | AOF + RDB | nein (Broker‑State, regenerierbar) |
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| `static_files` | Generierte Static‑Files | nein (regenerierbar via `collectstatic`) |
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| `media_files` | Hochgeladene Templates, CSVs, generierte PDFs | tar nightly |
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| `nginx_cache` | Nginx Cache | nein |
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| `nginx_run` | Nginx PID/Socket | nein |
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Bind‑Mount im Dev: `./app:/app` für Live‑Reload.
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## Konfiguration
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`.env` (aus `.env.example` abgeleitet) — Auszug:
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```env
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# App
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APP_VERSION=1.0.0
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APP_BIND_IP=127.0.0.1
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APP_BIND_PORT=8080
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APP_UID=1000
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APP_GID=1000
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# Django
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DJANGO_SECRET_KEY=<openssl rand -base64 64>
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DJANGO_DEBUG=False
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DJANGO_ALLOWED_HOSTS=serienbrief.lan,127.0.0.1,localhost
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||
CSRF_TRUSTED_ORIGINS=https://serienbrief.lan
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SECURE_PROXY_SSL_HEADER=HTTP_X_FORWARDED_PROTO,https
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||
USE_X_FORWARDED_HOST=True
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||
# Postgres
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||
POSTGRES_DB=serienbrief
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||
POSTGRES_USER=serienbrief
|
||
DATABASE_URL=postgres://serienbrief:<HEX-PWD>@db:5432/serienbrief
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# Redis
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||
REDIS_PASSWORD=<openssl rand -hex 32>
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||
CELERY_BROKER_URL=redis://:<REDIS_PASSWORD>@redis:6379/0
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||
CELERY_RESULT_BACKEND=redis://:<REDIS_PASSWORD>@redis:6379/1
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# Business
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JOB_RETENTION_DAYS=30
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```
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||
**Wichtig:**
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- `secrets/postgres_password.txt` muss exakt denselben Wert enthalten wie in `DATABASE_URL`
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||
- Datei darf **kein** abschließendes Newline enthalten — Generierung: `openssl rand -hex 32 | tr -d '\n' > secrets/postgres_password.txt && chmod 600 secrets/postgres_password.txt`
|
||
- Hex statt Base64, weil Base64‑`=` URL‑Parsing in `DATABASE_URL` bricht
|
||
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---
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## Inbetriebnahme
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||
### Voraussetzungen
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- Ubuntu 22.04/24.04 LTS, aktueller Patch‑Stand
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- Docker Engine 27.x+ und Compose v2 (apt‑Pakete `docker-ce` + `docker-compose-plugin`, nicht Snap)
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||
- Host‑User in `docker`‑Gruppe (`sudo usermod -aG docker $USER`, dann Re‑Login)
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### Erststart
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```bash
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||
# 1. Repo holen / entpacken in z.B. ~/projekte/serienbrief
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||
cd ~/projekte/serienbrief
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||
# 2. Konfiguration aus Template ableiten
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||
cp .env.example .env
|
||
$EDITOR .env # Werte ausfüllen, siehe oben
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||
|
||
# 3. Postgres‑Passwort als Datei
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||
openssl rand -hex 32 | tr -d '\n' > secrets/postgres_password.txt
|
||
chmod 600 secrets/postgres_password.txt
|
||
# → diesen Wert auch in DATABASE_URL eintragen
|
||
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||
# 4. Image bauen
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||
docker compose build
|
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||
# 5. Hochfahren
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||
docker compose up -d
|
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# 6. Status & Logs
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||
docker compose ps -a
|
||
docker compose logs -f web
|
||
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||
# 7. Superuser anlegen
|
||
docker compose exec web python manage.py createsuperuser
|
||
```
|
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||
### Externen Proxy konfigurieren (Beispiel)
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||
|
||
```nginx
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||
server {
|
||
listen 443 ssl http2;
|
||
server_name serienbrief.lan;
|
||
|
||
ssl_certificate /etc/ssl/lan/serienbrief.crt;
|
||
ssl_certificate_key /etc/ssl/lan/serienbrief.key;
|
||
|
||
location / {
|
||
proxy_pass http://<docker-host-ip>:8080;
|
||
proxy_set_header Host $host;
|
||
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
|
||
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
|
||
proxy_set_header X-Forwarded-Proto https;
|
||
proxy_redirect off;
|
||
client_max_body_size 50M; # für CSV/DOCX‑Uploads
|
||
}
|
||
}
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```
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## Entwicklung in VS Code
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||
- `.devcontainer/devcontainer.json` referenziert den Compose‑Stack mit Dev‑Override
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||
- `.vscode/launch.json` enthält Configs:
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||
- **Django: runserver (attach)** → debugpy auf 5678
|
||
- **Django: pytest** → führt Tests im Container aus
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||
- `.vscode/tasks.json` für `makemigrations`, `migrate`, `shell`, `collectstatic`
|
||
- `.vscode/extensions.json` empfiehlt: Python, Pylance, Django, Docker, Even Better TOML, Ruff
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||
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### Workflow
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||
```bash
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# Stack hochfahren (Override greift automatisch)
|
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docker compose up -d
|
||
|
||
# Code‑Änderungen werden via Bind‑Mount sofort sichtbar
|
||
# runserver reloaded automatisch
|
||
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||
# Debugging: F5 in VS Code → attach an debugpy:5678
|
||
```
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||
### Wichtige Unterschiede Dev ↔ Prod
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||
| Aspekt | Dev | Prod |
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|---|---|---|
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||
| WSGI | `runserver` | Gunicorn |
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||
| Code | Bind‑Mount `./app:/app` | im Image |
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||
| Healthcheck | deaktiviert | aktiv (`/healthz`) |
|
||
| `read_only` | aus | an |
|
||
| `DJANGO_DEBUG` | True | False |
|
||
| `collectstatic` | auto im Entrypoint | im Entrypoint |
|
||
| `target` | `dev` (mit debugpy, ipython, pytest) | `runtime` |
|
||
|
||
---
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||
|
||
## Betrieb & Wartung
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||
|
||
### Häufige Operationen
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||
|
||
```bash
|
||
# Logs eines einzelnen Services
|
||
docker compose logs -f worker
|
||
|
||
# In den Container schauen
|
||
docker compose exec web bash
|
||
docker compose exec db psql -U serienbrief
|
||
|
||
# Migration nach Modelländerung
|
||
docker compose exec web python manage.py makemigrations
|
||
docker compose exec web python manage.py migrate
|
||
|
||
# Statics neu generieren
|
||
docker compose exec web python manage.py collectstatic --noinput
|
||
|
||
# Celery‑Queue Status
|
||
docker compose exec worker celery -A config inspect active
|
||
docker compose exec worker celery -A config inspect reserved
|
||
```
|
||
|
||
### Updates
|
||
|
||
```bash
|
||
# Code aktualisieren
|
||
git pull
|
||
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# Image neu bauen
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docker compose build --pull
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# Mit Zero‑Downtime nicht möglich (single‑host) → kurzer Restart
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docker compose up -d
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# DB‑Migrationen
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docker compose exec web python manage.py migrate
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```
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### Backup & Restore
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```bash
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# Manuelles Backup erzwingen
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docker compose restart backup
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docker compose logs --tail=50 backup
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# Restore (Beispiel)
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docker compose exec -T db pg_restore -U serienbrief -d serienbrief --clean < backups/db_20260521_030000.dump
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### Monitoring (Empfehlung, nicht enthalten)
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- `docker stats` für ad‑hoc Container‑Ressourcen
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- Healthcheck‑Status: `docker compose ps`
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- Container‑Logs via zentralem syslog/journald (Docker `json-file` rotiert 5×10 MB)
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- Optional: Prometheus + cAdvisor + node_exporter, Loki für Logs
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## Datenschutz & Compliance
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- **Rechtsgrundlage:** Verarbeitung personenbezogener Adress‑/Empfängerdaten je nach Anwendungsfall Art. 6 Abs. 1 lit. b/c/e DSGVO; bei besonderen Datenkategorien (Art. 9 DSGVO) gesonderte Rechtsgrundlage erforderlich
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- **Speicherort:** Innerbetrieblicher Server, kein Cloud‑Transfer
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- **Zugriffssteuerung:** Nur authentifizierte User; Trennung Templates/Jobs aktuell flach — Mandanten‑/Rollenmodell ggf. ergänzen (siehe Roadmap)
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- **Aufbewahrung:** Jobs + CSVs werden nach `JOB_RETENTION_DAYS` (default 30) gelöscht — Cleanup‑Task noch zu implementieren (siehe Roadmap)
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- **Audit:** Jeder Job hat ein `JobLogEntry`‑Protokoll (wer, wann, was, Fehler)
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- **Backup‑Verschlüsselung:** Bind‑Mount `./backups` liegt aktuell unverschlüsselt — für produktiven Einsatz LUKS/Filesystem‑Encryption am Host **dringend empfohlen**
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- **DSFA‑Relevanz:** Bei Verarbeitung besonderer Datenkategorien oder umfangreicher Profilbildung ist eine Datenschutz‑Folgenabschätzung gemäß Art. 35 DSGVO durchzuführen, bevor produktiver Echtbetrieb startet
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## Bekannte Einschränkungen & Roadmap
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### Tech‑Debt
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- Postgres‑Passwort doppelt gehalten (`DATABASE_URL` + Secret‑Datei) → refactor zu Single Source via Entrypoint, der `DATABASE_URL` aus `*_FILE`‑Env zusammenbaut
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- Keine LDAP/AD‑Anbindung — aktuell lokale Django‑User
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- Keine Periodic Tasks im Beat registriert (Retention‑Cleanup, Log‑Rotation)
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- CSV‑Header‑Validierung ist warn‑only, kein Abbruch bei fehlenden Pflichtfeldern
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- Keine Vorschau (Single‑Letter‑Preview) vor dem Komplett‑Render
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- Image enthält LibreOffice (~400 MB) — könnte in separates Worker‑Image ausgelagert werden
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### Roadmap (kurzfristig)
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- [ ] Single‑Letter‑Preview im Job‑Erstellungs‑Flow
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- [ ] Retention‑Cleanup als periodic task
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- [ ] CSV‑Validierung strict mit Pflichtfeldliste pro Template
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- [ ] Mandanten‑/Berechtigungsmodell (Abteilung X sieht nur eigene Templates)
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- [ ] LDAP‑Auth über `django‑auth‑ldap` (AD‑Integration GB)
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### Roadmap (mittelfristig)
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- [ ] AppArmor‑Profile pro Container
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- [ ] Image‑Scanning in CI (Trivy)
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- [ ] Separate Worker‑Image ohne Web‑Dependencies
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- [ ] AES‑Verschlüsselung der hochgeladenen CSVs at rest
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- [ ] Optional: Konvertierung über Gotenberg statt LibreOffice‑im‑Image (cleaneres Separation of Concerns)
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## Lizenz & Verantwortlichkeit
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Internes Projekt. Verantwortlich für Konzept & Betrieb: **Datenschutzkoordination / IT‑Systemadministration**.
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Keine externe Lizenz festgelegt — Verteilung ausschließlich innerbetrieblich.
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