Kubernetes Best Practices voor Productieomgevingen

Kubernetes draaien in productie vraagt om zorgvuldige planning en het naleven van best practices. Deze gids behandelt essentiële strategieën voor het deployen en beheren van productie-waardige Kubernetes clusters.

Resource Management

1. Stel Altijd Resource Requests en Limits in

yamlCopy
resources:
  requests:
    memory: "256Mi"
    cpu: "500m"
  limits:
    memory: "512Mi"
    cpu: "1000m"

Voordelen:

• Voorkomt resource-uitputting
• Maakt effectieve scheduling mogelijk
• Verbetert cluster-stabiliteit

2. Gebruik Horizontal Pod Autoscaling

Automatisch schalen op basis van metrics:

yamlCopy
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: my-app
spec:
  minReplicas: 3
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 70

High Availability

1. Meerdere Replica's

Draai nooit enkele instances in productie:

yamlCopy
spec:
  replicas: 3

2. Pod Disruption Budgets

Bescherm tegen verstoringen:

yamlCopy
apiVersion: policy/v1
kind:PodDisruptionBudget
metadata:
  name: my-app-pdb
spec:
  minAvailable: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app

3. Anti-Affinity Rules

Verdeel pods over nodes:

yamlCopy
affinity:
  podAntiAffinity:
    preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
    - weight: 100
      podAffinityTerm:
        labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - my-app
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

Beveiliging

1. Gebruik Network Policies

Beheer verkeer tussen pods:

yamlCopy
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: api-allow
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: api
  policyTypes:
  - Ingress
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: frontend

2. RBAC Configuratie

Implementeer least privilege access:

yamlCopy
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "list"]

3. Security Contexts

Draai containers met minimale privileges:

yamlCopy
securityContext:
  runAsNonRoot: true
  runAsUser: 1000
  allowPrivilegeEscalation: false
  readOnlyRootFilesystem: true

4. Pod Security Standards

Handhaaf beveiligingsbeleid:

yamlCopy
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: production
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: restricted

Configuratiebeheer

1. Gebruik ConfigMaps en Secrets

Hardcode nooit configuratie:

yamlCopy
# ConfigMap
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: app-config
data:
  app.properties: |
    log_level=info
    timeout=30

# Secret
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: app-secrets
type: Opaque
data:
  api-key: <base64-encoded-value>

2. External Secret Management

Overweeg tools zoals:

• HashiCorp Vault
• AWS Secrets Manager
• Azure Key Vault
• Google Secret Manager

Health Checks

1. Liveness Probes

Herstart ongezonde containers:

yamlCopy
livenessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 10

2. Readiness Probes

Beheer verkeer naar pods:

yamlCopy
readinessProbe:
  httpGet:
    path: /ready
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5

3. Startup Probes

Handel langzaam startende applicaties af:

yamlCopy
startupProbe:
  httpGet:
    path: /startup
    port: 8080
  failureThreshold: 30
  periodSeconds: 10

Monitoring en Logging

1. Prometheus voor Metrics

Deploy Prometheus stack:

• Prometheus voor metrics verzameling
• Grafana voor visualisatie
• Alertmanager voor notificaties

2. Gecentraliseerde Logging

Gebruik ELK of EFK stack:

• Elasticsearch voor opslag
• Fluentd/Logstash voor verzameling
• Kibana voor visualisatie

3. Distributed Tracing

Implementeer met:

• Jaeger
• Zipkin
• OpenTelemetry

Deployment Strategieën

1. Rolling Updates

Standaard strategie met configuratie:

yamlCopy
strategy:
  type: RollingUpdate
  rollingUpdate:
    maxUnavailable: 1
    maxSurge: 1

2. Blue-Green Deployments

Gebruik services om verkeer te schakelen:

yamlCopy
# Blue (huidige)
selector:
  app: my-app
  version: v1

# Schakel naar Green
selector:
  app: my-app
  version: v2

3. Canary Deployments

Geleidelijke uitrol met traffic splitting

Backup en Disaster Recovery

1. Backup Strategie

Regelmatige backups van:

• etcd cluster
• Persistent volumes
• Configuratiebestanden

2. Tools om te Overwegen

• Velero voor cluster backup
• Kasten K10 voor data management
• Cloud-native backup oplossingen

Kostenoptimalisatie

1. Right-Size Resources

Monitor en pas aan:

• Bekijk daadwerkelijk gebruik
• Pas requests/limits aan
• Verwijder ongebruikte resources

2. Gebruik Cluster Autoscaler

Pas cluster grootte automatisch aan:

yamlCopy
apiVersion: autoscaling/v1
kind: ClusterAutoscaler
spec:
  minNodes: 3
  maxNodes: 10

3. Spot/Preemptible Instances

Gebruik voor niet-kritieke workloads:

• Aanzienlijke kostenbesparing
• Implementeer goede afhandeling van onderbrekingen

Namespace Organisatie

1. Omgevingsscheiding

production
staging
development

2. Team-Gebaseerde Namespaces

team-api
team-frontend
team-data

3. Resource Quotas

Beperk resources per namespace:

yamlCopy
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-quota
spec:
  hard:
    requests.cpu: "10"
    requests.memory: 20Gi
    limits.cpu: "20"
    limits.memory: 40Gi

Update en Onderhoud

1. Regelmatige Updates

• Houd Kubernetes up-to-date
• Update dependencies
• Patch beveiligingskwetsbaarheden

2. Test voor Productie

• Staging omgeving
• Integratie tests
• Load testing

3. Onderhoudsvensters

Plan voor:

• Cluster upgrades
• Node updates
• Grote wijzigingen

Veelvoorkomende Valkuilen

1. ❌ Geen resource limits
2. ❌ Draaien als root
3. ❌ Geen health checks
4. ❌ Enkele replica deployments
5. ❌ Hardcoded configuraties
6. ❌ Geen monitoring
7. ❌ Beveiliging verwaarlozen
8. ❌ Geen backup strategie

Conclusie

Kubernetes draaien in productie vereist aandacht voor detail en naleving van best practices. Focus op:

• Betrouwbaarheid: High availability en foutentolerantie
• Beveiliging: Defense in depth
• Observeerbaarheid: Uitgebreide monitoring en logging
• Efficiëntie: Resource optimalisatie
• Onderhoudbaarheid: Schone, georganiseerde clusters

Begin met deze fundamenten, itereer op basis van je behoeften, en verbeter continu je Kubernetes operaties. De investering in goede setup en beheer betaalt zich terug in stabiliteit, beveiliging en operationele efficiëntie.