Kubernetes

Informações básicas

O Kubernetes, frequentemente abreviado como K8s, é um sistema de orquestração de contêineres de código aberto projetado para automatizar a implantação, o escalonamento e o gerenciamento de aplicativos em contêineres. Originou-se do projeto interno Borg do Google e tornou-se de código aberto em 2014, com a versão 1.0 lançada em 21 de julho de 2015.

• Modelo: Sistema de orquestração de contêineres de código aberto.
• Versão: A versão upstream estável mais recente é 1.34.1, lançada em 9 de setembro de 2025.
• Data de lançamento: lançamento inicial (v1.0) em 21 de julho de 2015.
• Requisitos mínimos: variam significativamente de acordo com o tamanho do cluster e a carga de trabalho. Detalhados na seção Requisitos técnicos.
• Sistemas operacionais suportados: Principalmente diversas distribuições Linux (por exemplo, Ubuntu, CentOS, Red Hat Enterprise Linux, Debian, Fedora, CoreOS, Container-Optimized OS, RancherOS, Elemental, AWS Bottlerocket, Talos OS). O Windows Server é compatível com a execução de contêineres do Windows, e o macOS é adequado para ambientes de desenvolvimento.
• Última versão estável: 1.34.1 (em 9 de setembro de 2025).
• Data de Término do Suporte: O Kubernetes segue uma política de suporte N-2, o que significa que as três versões secundárias mais recentes recebem correções de segurança e bugs. As versões 1.19 e mais recentes geralmente recebem aproximadamente 1 ano de suporte por patch. Cada versão secundária geralmente tem uma janela de suporte de 14 meses (12 meses de suporte ativo, 2 meses de suporte de manutenção). Por exemplo, o Fim da Vida Útil (EOL) do Kubernetes 1.34 é 27 de outubro de 2026.
• Data de Fim de Vida Útil: Consulte Data de Fim de Suporte. O EOL marca o ponto em que uma versão não recebe mais atualizações, incluindo patches de segurança, correções de bugs ou melhorias.
• Tipo de licença: Licença Apache 2.0.
• Modelo de implantação: o Kubernetes pode ser implantado em vários modelos, incluindo no local, nuvem pública (como serviços gerenciados como Google Kubernetes Engine (GKE), Azure Kubernetes Service (AKS), Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)), nuvem híbrida, multicluster e até mesmo tudo-em-um monolítico para configurações menores.

Requisitos técnicos

Os requisitos do cluster Kubernetes dependem muito da escala e da complexidade das cargas de trabalho. Um cluster típico de nível de produção consiste em nós do plano de controle e nós de trabalho, cada um com necessidades de recursos distintas.

• BATER:
  • Nó do plano de controle: mínimo de 8 GB de RAM.
  • Nó de trabalho: mínimo de 32 GB de RAM.
  • Servidor Kubernetes leve (por exemplo, K3s): mínimo de 2 GB de RAM.
  • Agente Kubernetes leve (por exemplo, K3s): mínimo de 512 MB de RAM.
• Processador:
  • Nó do plano de controle: mínimo de 4 núcleos.
  • Nó de trabalho: mínimo de 16 núcleos.
  • Servidor Kubernetes leve (por exemplo, K3s): mínimo de 2 núcleos.
  • Agente Kubernetes leve (por exemplo, K3s): mínimo de 1 núcleo.
  • Arquitetura: Suporta arquiteturas x86_64, armhf e arm64/aarch64.
• Armazenar:
  • Nó do plano de controle: mínimo de 200 GB de espaço em disco.
  • Nó de trabalho: mínimo de 200 GB de espaço em disco.
  • Armazenamento persistente: requer suporte para volumes persistentes, geralmente 500 GB ou mais, via Container Storage Interface (CSI) ou Network File System (NFS).
• Sistema operacional: As distribuições Linux são padrão, incluindo Ubuntu, Red Hat Enterprise Linux (RHEL), CentOS, Debian e diversas opções de sistemas operacionais otimizados para contêineres. O Windows Server é usado para cargas de trabalho em contêineres do Windows.
• Rede:
  • Portas: Os nós do plano de controle normalmente requerem a porta 6443 para serem acessíveis. Os nós de trabalho precisam se comunicar por portas UDP específicas (por exemplo, 8472 para Flannel VXLAN, 51820/51821 para Flannel WireGuard) para comunicação entre nós.
  • Largura de banda: para acesso externo e alta taxa de transferência de dados, é recomendada uma conexão mínima de 10 Gigabit Ethernet (GigE).

Análise de Requisitos Técnicos: O Kubernetes é inerentemente intensivo em recursos, especialmente para o plano de controle em implantações maiores, devido à sua natureza distribuída e à necessidade de gerenciar diversos componentes. Os mínimos declarados são para funcionalidades básicas; ambientes de produção geralmente exigem significativamente mais recursos para garantir alta disponibilidade, desempenho e escalabilidade para cargas de trabalho de aplicativos. A alocação de recursos deve levar em conta os próprios componentes do Kubernetes (por exemplo, etcd, servidor de API, planejador, controladores, kubelet, kube-proxy, tempo de execução do contêiner), além dos aplicativos implantados. A flexibilidade nos sistemas operacionais e arquiteturas suportados permite uma ampla implantação em vários tipos de infraestrutura, desde bare metal até máquinas virtuais e instâncias de nuvem.

Suporte e compatibilidade

O Kubernetes mantém um ecossistema de suporte robusto impulsionado pela Cloud Native Computing Foundation (CNCF) e uma comunidade global.

• Versão mais recente: Kubernetes 1.34.1 (em setembro de 2025).
• Suporte a SO: amplo suporte para as principais distribuições Linux (Ubuntu, RHEL, CentOS, Debian, Fedora, etc.), sistemas operacionais otimizados para contêineres e Windows Server para contêineres Windows. O macOS é suportado para ambientes de desenvolvimento.
• Data de término do suporte: as versões secundárias do Kubernetes têm suporte por aproximadamente 14 meses (12 meses ativos, 2 meses de manutenção), seguindo uma política N-2, na qual as três versões secundárias mais recentes recebem correções críticas.
• Localização: embora a documentação principal do projeto Kubernetes esteja principalmente em inglês, os esforços da comunidade e as ofertas dos provedores de nuvem podem fornecer interfaces e documentação localizadas.
• Drivers disponíveis: O Kubernetes oferece suporte a uma ampla variedade de drivers, principalmente por meio da Container Storage Interface (CSI) para armazenamento persistente e da Container Network Interface (CNI) para rede, permitindo a integração com diversas soluções de armazenamento e rede.

Análise do Status Geral de Suporte e Compatibilidade: O Kubernetes oferece excelente suporte e compatibilidade devido à sua natureza de código aberto e ampla adoção. A política de suporte à versão N-2 garante que os usuários tenham uma janela razoável para atualizações, mantendo acesso a patches de segurança críticos e correções de bugs. O amplo suporte a sistemas operacionais, aliado a interfaces padronizadas como CSI e CNI, permite alta compatibilidade com diversas infraestruturas e soluções de terceiros. Os principais provedores de nuvem (por exemplo, Google, AWS, Azure) oferecem serviços gerenciados do Kubernetes, fornecendo camadas adicionais de suporte de nível empresarial, atualizações automatizadas e integração com seus respectivos ecossistemas. A comunidade ativa e o suporte dos fornecedores contribuem para uma plataforma dinâmica e bem mantida.

Status de segurança

O Kubernetes fornece uma base sólida para orquestração segura de contêineres, incorporando vários recursos e práticas recomendadas para proteger cargas de trabalho.

• Recursos de segurança: Controle de acesso baseado em função (RBAC), políticas de rede, padrões de segurança de pod (PSS), gerenciamento de segredos, varredura de imagens, controladores de admissão e recursos de auditoria.
• Vulnerabilidades conhecidas: Como um projeto de código aberto ativo, vulnerabilidades são descobertas e corrigidas periodicamente. A equipe de segurança e a comunidade do Kubernetes gerenciam e corrigem ativamente essas vulnerabilidades, geralmente retroportando correções para as versões secundárias suportadas. Recomenda-se que os usuários se mantenham atualizados com os lançamentos de patches.
• Status da lista negra: Não aplicável; o Kubernetes é uma tecnologia fundamental, não um serviço que seria incluído na lista negra.
• Certificações: O próprio Kubernetes não possui uma única certificação, mas suas implementações e serviços gerenciados por provedores de nuvem geralmente aderem aos padrões de conformidade do setor (por exemplo, ISO 27001, SOC 2, HIPAA, PCI DSS).
• Suporte à criptografia: oferece suporte à criptografia de dados em repouso (por exemplo, criptografia etcd, volumes criptografados via CSI) e em trânsito (por exemplo, TLS para comunicação com servidor de API, mTLS para comunicação entre serviços).
• Métodos de autenticação: suporta vários métodos de autenticação, incluindo certificados de cliente, tokens de portador (tokens ServiceAccount), OpenID Connect (OIDC) e integração com provedores de identidade externos.
• Recomendações gerais: implemente políticas RBAC fortes, atualize regularmente para as versões de patch mais recentes, verifique imagens de contêiner em busca de vulnerabilidades, use políticas de rede para restringir o tráfego, criptografar dados confidenciais e monitorar a atividade do cluster.

Análise da Classificação Geral de Segurança: O Kubernetes oferece um modelo de segurança robusto e extensível. Sua natureza declarativa permite a aplicação consistente de políticas de segurança. A ativa comunidade de código aberto e o suporte dos fornecedores garantem que as vulnerabilidades sejam identificadas e corrigidas prontamente. No entanto, a complexidade do Kubernetes significa que configurações incorretas podem levar a brechas de segurança. Uma alta classificação de segurança é possível com a implementação diligente das melhores práticas, monitoramento contínuo e atualizações regulares. A extensibilidade da plataforma permite a integração com ferramentas e práticas avançadas de segurança.

Desempenho e benchmarks

O desempenho do Kubernetes depende muito da configuração do cluster, das características da carga de trabalho e da infraestrutura subjacente. Ele foi projetado para escalabilidade e alta disponibilidade.

• Pontuações de benchmark: As pontuações de benchmark específicas variam amplamente com base na metodologia de teste, no hardware e na distribuição do Kubernetes. Os benchmarks gerais geralmente se concentram na latência do servidor de API, nos tempos de inicialização do pod e na eficiência de escala sob diferentes condições de carga.
• Métricas de desempenho no mundo real: Demonstra alta escalabilidade, capaz de gerenciar clusters com milhares de nós e centenas de milhares de pods. Lida com eficiência com cargas de trabalho dinâmicas por meio de recursos como escalonamento automático horizontal de pods e escalonamento automático de clusters.
• Consumo de energia: O consumo direto de energia do Kubernetes em si é insignificante; o principal consumo de energia vem da infraestrutura de hardware subjacente (servidores, rede, armazenamento) na qual o cluster é executado. Os esforços de otimização se concentram na utilização eficiente de recursos para reduzir o impacto geral da infraestrutura.
• Pegada de Carbono: Assim como o consumo de energia, a pegada de carbono está atrelada ao consumo de energia da infraestrutura subjacente. Agendamento eficiente de recursos, escalonamento automático e execução de cargas de trabalho em hardware com eficiência energética ou regiões de nuvem com fontes de energia renováveis podem reduzir significativamente a pegada de carbono.
• Comparação com ativos semelhantes:
  • vs. Docker Swarm: O Kubernetes geralmente oferece recursos mais avançados, maior escalabilidade e um ecossistema mais rico, muitas vezes ao custo de maior complexidade em comparação à abordagem mais simples do Docker Swarm.
  • vs. OpenShift: O OpenShift é uma distribuição Kubernetes de nível empresarial que adiciona ferramentas para desenvolvedores, segurança integrada e recursos adicionais de gerenciamento ao Kubernetes, geralmente fornecendo uma plataforma mais completa e com mais opiniões.

Análise do Status Geral de Desempenho: O Kubernetes é uma plataforma escalável e de alto desempenho para orquestração de contêineres. Sua arquitetura permite utilização eficiente de recursos e resiliência, tornando-o adequado para ambientes de produção exigentes. O desempenho é otimizado por meio de recursos como agendamento inteligente, balanceamento de carga e recursos de autorrecuperação. Embora a plataforma em si seja eficiente, atingir o desempenho ideal do aplicativo requer configuração cuidadosa, gerenciamento de recursos e monitoramento contínuo das cargas de trabalho implantadas e da infraestrutura do cluster. A capacidade de escalar horizontalmente e integrar-se com diversos provedores de infraestrutura contribui para seu forte perfil de desempenho.

Avaliações e feedback do usuário

As avaliações e comentários dos usuários sobre o Kubernetes destacam consistentemente seu poder e flexibilidade, juntamente com sua complexidade inerente.

• Pontos fortes:
  • Escalabilidade e resiliência: muito elogiado por sua capacidade de dimensionar aplicativos perfeitamente e manter alta disponibilidade por meio de mecanismos de autocorreção.
  • Portabilidade: permite que os aplicativos sejam executados de forma consistente em vários ambientes — locais, híbridos e em vários provedores de nuvem.
  • Ecossistema rico: uma comunidade vasta e ativa, ferramentas abrangentes e uma ampla gama de integrações para rede, armazenamento, monitoramento e segurança.
  • Configuração declarativa: simplifica o gerenciamento permitindo que os usuários definam o estado desejado de seus aplicativos, com o Kubernetes automatizando a transição.
• Fraquezas:
  • Complexidade: frequentemente citada como tendo uma curva de aprendizado íngreme, exigindo experiência significativa para configurar e gerenciar de forma eficaz.
  • Sobrecarga de recursos: pode consumir recursos substanciais do plano de controle, especialmente em clusters menores, levando a custos operacionais mais altos se não for otimizado.
  • Solução de problemas: Depurar problemas em um ambiente Kubernetes distribuído pode ser desafiador devido às suas muitas camadas e componentes.
• Casos de uso recomendados:
  • Arquiteturas de microsserviços: ideais para implantar e gerenciar aplicativos complexos baseados em microsserviços.
  • Aplicativos nativos da nuvem: o padrão de fato para criar e executar aplicativos nativos da nuvem.
  • Implantações híbridas e multinuvem: facilita a implantação consistente de aplicativos em diversas infraestruturas.
  • Cargas de trabalho de alta disponibilidade: excelentes para aplicativos que exigem tempo de atividade contínuo e recuperação automática de falhas.

Resumo

O Kubernetes se destaca como a principal plataforma de código aberto para automatizar a implantação, o escalonamento e o gerenciamento de aplicações em contêineres. Seus pontos fortes residem em sua escalabilidade incomparável, recursos robustos de autorrecuperação e ampla portabilidade entre diversos ambientes de infraestrutura, incluindo configurações locais, híbridas e multinuvem. O modelo de configuração declarativa da plataforma simplifica o gerenciamento de aplicações complexas, enquanto seu vasto ecossistema oferece uma variedade de ferramentas e integrações. A segurança é um aspecto fundamental, com recursos como RBAC, políticas de rede e suporte à criptografia, apoiados por uma comunidade ativa que garante a correção de vulnerabilidades em tempo hábil. O desempenho é altamente adaptável, projetado para gerenciar cargas de trabalho exigentes com eficiência, embora resultados ideais exijam planejamento e configuração cuidadosos de recursos.

No entanto, o Kubernetes apresenta uma curva de aprendizado significativa e complexidade operacional, muitas vezes exigindo conhecimento especializado. A sobrecarga de recursos para o plano de controle também pode ser considerada em implantações menores. Apesar desses desafios, seus benefícios para o desenvolvimento e as operações de aplicativos modernos são inegáveis, tornando-o a escolha preferida para microsserviços, aplicativos nativos da nuvem e cargas de trabalho de alta disponibilidade. As organizações que adotam o Kubernetes devem se comprometer com o aprendizado contínuo, a implementação de melhores práticas e atualizações regulares para aproveitar ao máximo seu potencial e manter um ambiente seguro e eficiente.

As informações fornecidas baseiam-se em dados disponíveis publicamente e podem variar dependendo das configurações específicas do dispositivo. Para obter informações atualizadas, consulte os recursos oficiais do fabricante.