Skip to main content
โšก Calmops

Kubernetes Deep Dive: From Basics to Production 2026

Introduction

Kubernetes has become the de facto standard for container orchestration. Originally developed by Google and now maintained by the Cloud Native Computing Foundation (CNCF), Kubernetes enables developers to deploy, scale, and manage containerized applications across clusters of machines.

This comprehensive guide covers everything from basic concepts to production-ready configurations.


Kubernetes Architecture

High-Level Overview

โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
โ”‚                 KUBERNETES ARCHITECTURE                          โ”‚
โ”œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ค
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚
โ”‚   โ”‚                     Kubernetes Cluster                     โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                            โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚   Worker    โ”‚   โ”‚   Worker    โ”‚   โ”‚   Worker    โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚   Node 1    โ”‚   โ”‚   Node 2    โ”‚   โ”‚   Node 3    โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚ โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚ โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ”‚  Kubeletโ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚  Kubeletโ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚  Kubeletโ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ”‚ Kube-   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚ Kube-   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚ Kube-   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ”‚ proxy   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚ proxy   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚ proxy   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚ โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚ โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚ โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚ โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ”‚  Pods   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚  Pods   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚  Pods   โ”‚ โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚ โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚ โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚         โ”‚                 โ”‚                 โ”‚            โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚         โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ผโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜            โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                           โ”‚                              โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ–ผโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚   Control   โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚   Plane     โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚ kube-  โ”‚โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚ apiserverโ”‚ โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚ kube-  โ”‚โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚ schedulerโ”‚ โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚ kube-  โ”‚โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚ controllerโ”‚ โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ”‚  etcd  โ”‚โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜โ”‚                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ”‚                    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                      โ”‚ โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜

Control Plane Components

# Control Plane Components Overview
control_plane:
  components:
    - name: "kube-apiserver"
      description: "REST API server for Kubernetes"
      function: "Validates and configures API objects"
      critical: true
      
    - name: "etcd"
      description: "Distributed key-value store"
      function: "Stores all cluster data"
      critical: true
      
    - name: "kube-scheduler"
      description: "Pod scheduler"
      function: "Assigns pods to nodes based on resources"
      critical: true
      
    - name: "kube-controller-manager"
      description: "Controller processes"
      function: "Runs controller loops"
      controllers:
        - "Node controller"
        - "Replication controller"
        - "Endpoints controller"
        - "Service Account controller"
      critical: true
      
    - name: "cloud-controller-manager"
      description: "Cloud provider integration"
      function: "Interfaces with cloud APIs"
      critical: false  # Optional, depends on cloud provider

Worker Node Components

# Worker Node Components
worker_node:
  components:
    - name: "kubelet"
      description: "Node agent"
      function: "Manages pods and containers"
      responsibilities:
        - "Pod lifecycle management"
        - "Health monitoring"
        - "Resource reporting"
        
    - name: "kube-proxy"
      description: "Network proxy"
      function: "Maintains network rules"
      types:
        - "iptables (default)"
        - "ipvs (for higher performance)"
        - "userspace (legacy)"
        
    - name: "container runtime"
      description: "Runs containers"
      options:
        - "containerd (recommended)"
        - "Docker (deprecated in K8s 1.24+)"
        - "CRI-O"

Core Concepts

Pods

โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
โ”‚                       KUBERNETES PODS                             โ”‚
โ”œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ค
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   A Pod is the smallest deployable unit in Kubernetes            โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                    Single-Container Pod                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚                    Pod                              โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚           Container                            โ”‚  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚  โ€ข Image: nginx:latest                        โ”‚  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚  โ€ข Port: 80                                  โ”‚  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚  โ€ข Resources: CPU/Memory                      โ”‚  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                   Multi-Container Pod                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ” โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚                    Pod                              โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”            โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚   Container   โ”‚    โ”‚   Container   โ”‚            โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚   (Main App)  โ”‚    โ”‚   (Sidecar)   โ”‚            โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ”‚   nginx:1.21  โ”‚    โ”‚   log-collectorโ”‚           โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜            โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚         โ”‚                      โ”‚                  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚         โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ฌโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚                    โ”‚                              โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚           Shared: network, storage                  โ”‚ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜ โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜

Pod Definition Example

# pod.yaml - Basic Pod definition
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.21
    ports:
    - containerPort: 80
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
    env:
    - name: NGINX_HOST
      value: "localhost"
    - name: NGINX_PORT
      value: "80"
# pod-multicontainer.yaml - Multi-container Pod with sidecar
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-pod
  labels:
    app: web
spec:
  containers:
  # Main application container
  - name: web
    image: myapp:latest
    ports:
    - containerPort: 8080
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  
  # Sidecar container (log collector)
  - name: log-collector
    image: busybox:latest
    command: ["sh", "-c", "tail -f /data/logs/*.log"]
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  
  # Sidecar container (nginx sidecar)
  - name: nginx-sidecar
    image: nginx:alpine
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: nginx-config
      mountPath: /etc/nginx/conf.d
  
  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}
  - name: nginx-config
    configMap:
      name: nginx-config

Deployments

# deployment.yaml - Deployment with rolling updates
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            memory: "64Mi"
            cpu: "250m"
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "500m"
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 80
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 10
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 80
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 20

Services

โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
โ”‚                    KUBERNETES SERVICES                          โ”‚
โ”œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ค
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                  ClusterIP (Default)                     โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”       โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ Service   โ”‚โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ–บโ”‚   Pods   โ”‚                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ 10.0.0.50 โ”‚       โ”‚ 10.1.1.5 โ”‚                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜       โ”‚ 10.1.1.6 โ”‚                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    (Internal only)    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                      NodePort                            โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”       โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ Service   โ”‚โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ–บโ”‚   Pods   โ”‚                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ :80      โ”‚       โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ :30080   โ”‚                                         โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜       Exposes on each node's IP       โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                        Port range: 30000-32767          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                   LoadBalancer                           โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”       โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ Service   โ”‚โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ–บโ”‚   Pods   โ”‚                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ External  โ”‚       โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ IP       โ”‚                                         โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜       Creates cloud LB                 โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                        (AWS ALB, Azure LB, GCP LB)      โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                      ExternalName                       โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                                        โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ”‚ Service   โ”‚โ”€โ”€โ”€โ–บ CNAME: external.service.com      โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜       (No proxy, DNS only)             โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜

Service Definition

# service.yaml - ClusterIP Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
    protocol: TCP

---
# service-nodeport.yaml - NodePort Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-nodeport
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30080
    protocol: TCP

---
# service-loadbalancer.yaml - LoadBalancer Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-lb
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  externalTrafficPolicy: Local  # Preserves client source IP

---
# service-headless.yaml - Headless Service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-headless
spec:
  clusterIP: None  # Headless
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

Networking

Kubernetes Networking Model

โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
โ”‚              KUBERNETES NETWORKING MODEL                         โ”‚
โ”œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ค
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   Every Pod gets its own IP address                              โ”‚
โ”‚   All Pods can communicate with all other Pods                   โ”‚
โ”‚   Pods can communicate without NAT                               โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚                   Node 1                                โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  Pod A      โ”‚   โ”‚  Pod B      โ”‚                โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ 10.1.1.5   โ”‚โ—„โ”€โ”€โ”‚ 10.1.1.6   โ”‚                โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚         โ”‚                  โ”‚                          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚         โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ผโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”  โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                            โ”‚                      โ”‚  โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”    โ”‚  โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚  Pod C      โ”‚   โ”‚  Pod D      โ”‚    โ”‚  โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ”‚ 10.1.2.10  โ”‚โ—„โ”€โ”€โ”‚ 10.1.2.11   โ”‚โ—„โ”€โ”€โ”€โ”˜  โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜         โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                        Node 2 โ—„โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚
โ”‚   โ”‚   All pods can reach each other directly               โ”‚
โ”‚   โ”‚   Using their pod IPs                                   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ”‚   Service Discovery:                                            โ”‚
โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”   โ”‚
โ”‚   โ”‚  DNS-based: my-service.namespace.svc.cluster.local    โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚                                                          โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  Environment variables:                                 โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  MY_SERVICE_SERVICE_HOST=10.0.0.50                     โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ”‚  MY_SERVICE_SERVICE_PORT=80                            โ”‚   โ”‚
โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜   โ”‚
โ”‚                                                                  โ”‚
โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜

Ingress

# ingress.yaml - Ingress with TLS and path-based routing
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-app-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
    nginx.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: "true"
spec:
  ingressClassName: nginx
  tls:
  - hosts:
    - example.com
    - www.example.com
    secretName: tls-secret
  rules:
  - host: example.com
    http:
      paths:
      - path: /api
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: api-service
            port:
              number: 8080
      - path: /web
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: web-service
            port:
              number: 80
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: default-service
            port:
              number: 80

Storage

PersistentVolumes and PersistentVolumeClaims

# persistent-volume.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv001
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: standard
  nfs:
    server: nfs-server.example.com
    path: /exports/pv001

---
# persistent-volume-claim.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi
  storageClassName: standard

---
# pod-with-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-with-pvc
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx:latest
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /data
  volumes:
  - name: data
    persistentVolumeClaim:
      claimName: my-pvc

Storage Classes

# storage-class.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: fast-ssd
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
parameters:
  type: pd-ssd
  replication-type: regional-pd
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
reclaimPolicy: Retain

ConfigMaps and Secrets

# configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: app-config
data:
  database.conf: |
    host=localhost
    port=5432
    max_connections=100
  app.properties: |
    log.level=INFO
    cache.enabled=true

---
# secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: db-credentials
type: Opaque
stringData:
  username: admin
  password: changeme  # Base64 encode for production

---
# pod-using-config-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: app-pod
spec:
  containers:
  - name: app
    image: myapp:latest
    envFrom:
    - configMapRef:
        name: app-config
    - secretRef:
        name: db-credentials
    volumeMounts:
    - name: config
      mountPath: /etc/config
  volumes:
  - name: config
    configMap:
      name: app-config

Resource Management

Resource Requests and Limits

# resource-quota.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-quota
spec:
  hard:
    requests.cpu: "10"
    requests.memory: 20Gi
    limits.cpu: "20"
    limits.memory: 40Gi
    pods: "50"

---
# limit-range.yaml
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: default-limits
spec:
  limits:
  - default:
      memory: 256Mi
      cpu: 200m
    defaultRequest:
      memory: 128Mi
      cpu: 100m
    type: Container

Health Checks

# pod-with-probes.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: app-with-probes
spec:
  containers:
  - name: app
    image: myapp:latest
    ports:
    - containerPort: 8080
    
    # Readiness Probe - when to receive traffic
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /ready
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10
      successThreshold: 1
      failureThreshold: 3
      timeoutSeconds: 1
    
    # Liveness Probe - when to restart
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthy
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 20
      failureThreshold: 3
      timeoutSeconds: 1
    
    # Startup Probe - for slow starting containers
    startupProbe:
      httpGet:
        path: /started
        port: 8080
      failureThreshold: 30
      periodSeconds: 10
      timeoutSeconds: 1

Helm Package Manager

Helm Charts

# Chart.yaml
apiVersion: v2
name: my-app
description: A Helm chart for my application
version: 1.0.0
appVersion: "1.0"

---
# values.yaml
replicaCount: 3

image:
  repository: myapp
  pullPolicy: IfNotPresent
  tag: "latest"

service:
  type: ClusterIP
  port: 80

ingress:
  enabled: true
  className: nginx
  hosts:
    - host: myapp.example.com
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix

resources:
  limits:
    cpu: 500m
    memory: 256Mi
  requests:
    cpu: 200m
    memory: 128Mi

autoscaling:
  enabled: true
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  targetCPUUtilizationPercentage: 70
# Helm commands
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update
helm install my-release bitnami/nginx
helm upgrade my-release bitnami/nginx
helm rollback my-release 1
helm uninstall my-release

Production Best Practices

RBAC (Role-Based Access Control)

# role.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods", "pods/log"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

---
# rolebinding.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: read-pods
  namespace: default
subjects:
- kind: User
  name: jane
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
  kind: Role
  name: pod-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

Network Policies

# network-policy.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: api-allow
  namespace: production
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: api
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: frontend
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 8080
  egress:
  - to:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: database
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 5432

Conclusion

Kubernetes is a powerful platform for container orchestration. Key takeaways:

  1. Understand the architecture - Control plane vs worker nodes, etcd for state
  2. Use Deployments - Not bare Pods, for self-healing and rolling updates
  3. Leverage Services - For stable networking and load balancing
  4. Implement health checks - Readiness, liveness, and startup probes
  5. Secure your cluster - RBAC, Network Policies, Secrets management

External Resources

Official Documentation

Tools

Comments