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InfrastructureEnterprise

云原生基础设施

像应用程序代码一样进行版本控制、测试和部署的基础设施——因为您的平台的可靠性取决于其底层基础设施。

June 22, 2026
|
2 topics covered
讨论此架构
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Infrastructure
Category
Enterprise
Complexity
企业级 SaaS, 金融服务
Industries
2+
Technologies

何时需要此方案

您的基础设施通过点击云控制台进行管理。预生产环境和生产环境之间的环境漂移导致基础设施层面出现“在我的机器上能跑”的问题。扩展需要手动干预,部署涉及 SSH 进入服务器,灾难恢复是一个没人测试过的 Google Doc。您需要可重现、版本控制、自愈和可观测的基础设施——一个团队无需“英雄知识”即可操作的基础设施。

模式概述

云原生基础设施将基础设施视为代码 (IaC),在由 Kubernetes(或托管的等效服务)编排的容器中运行工作负载,通过 GitOps 管道进行部署,并在运维权衡有利时使用托管服务。该模式涵盖了实现可用性的多区域部署、实现弹性的水平 Pod 自动扩缩、用于服务间通信的服务网格以及全面的可观测性。目标不是“在云上运行”——而是构建默认自动化、可重现和弹性十足的基础设施。

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安全优先架构

安全不是发布后才添加的功能。它是一种架构属性——系统要么为此而设计,要么就不是。

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常见问题

Cloud-native 意味着专门设计应用程序以利用云能力,例如弹性伸缩、托管服务和分布式架构,而不是简单地将本地应用程序迁移到云中的虚拟机上。MicrocosmWorks 使用容器化、声明式基础设施即代码、服务网格和 CI/CD 自动化来构建 cloud-native 系统,这些技术将基础设施视为临时的、可替换的,而非宝贵的、长期存在的。实际的区别在于,一个 cloud-native 应用程序可以自动从 10 个用户扩展到 10,000 个用户,在无需人工干预的情况下从基础设施故障中恢复,并每天部署数十次更新。

MicrocosmWorks 推荐 Kubernetes 适用于运行 10 个以上 microservices 并需要 auto-scaling、rolling deployments、service discovery 和多环境一致性等高级编排功能的组织,而 AWS ECS、Google Cloud Run 或 Azure Container Apps 等更简单的平台更适合服务数量较少或 Kubernetes 经验有限的团队。我们观察到许多团队过早地采用了 Kubernetes,结果将更多时间花在了管理集群上,而不是构建新功能,因此在推荐编排层之前,我们会评估您的实际工作负载复杂性和团队成熟度。我们的评估包括一项 TCO 分析,比较托管 Kubernetes、serverless containers 和 platform-as-a-service 选项在您的特定规模下的适用性。

MicrocosmWorks 将 Terraform 作为多云基础设施配置的标准化工具,同时为偏好使用 TypeScript 或 Python 等编程语言而非 HCL 的团队提供 Pulumi。所有基础设施定义都存储在 Git 中,并通过与应用程序代码相同的 CI/CD 管道进行部署。我们将 IaC 存储库构建为用于网络、计算、数据库和可观测性的可重用模块,这些模块可以组合成特定于环境的配置,从而确保开发、预生产和生产环境之间的一致性。每次基础设施变更都会经过拉取请求评审,并附带自动化的计划预览,这些预览准确显示在任何变更应用之前将创建、修改或销毁哪些资源。

MicrocosmWorks 设计 cloud-native 架构时采用抽象层,该抽象层将特定于云的依赖项隔离在定义良好的接口之后,从而可以在不重写整个应用程序的情况下为单个服务更换提供商。我们尽可能使用 Kubernetes、PostgreSQL、Redis 和 OpenTelemetry 等可移植技术,并将 DynamoDB 或 Cloud Spanner 等特定于云的服务封装在适配器层中,这些适配器层可以为其他提供商重新实现。这种方法在初始开发期间增加的开销极小,但如果您以后需要将工作负载迁移到不同的提供商,或者出于合规性或弹性原因采用 multi-cloud 策略,则可节省数月的迁移工作。

一个典型的云原生基础设施合作项目从为期两周的评估开始,在此期间 MicrocosmWorks 将评估您当前的架构、工作负载和团队能力,紧接着是为期 4-8 周的平台构建阶段,旨在提供包括容器编排、CI/CD 流水线、可观测性和安全控制在内的基础架构。之后,我们将进行为期 4-6 周的应用程序迁移阶段,在此阶段,我们将把您的首批 2-3 个服务容器化并部署到新平台上,您的工程团队将与我们团队紧密合作,进行实践知识转移。我们的云原生咨询费率范围为 $10-$40/小时,整个合作项目从评估到生产就绪通常持续 10-16 周。

需要帮助实现此架构吗?

我们的架构师可以帮助您根据您的具体要求设计和构建使用此模式的系统。

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参考架构

该架构涵盖三个层面。控制平面通过 Terraform/Pulumi 管理基础设施预置,运行 GitOps 控制器 (ArgoCD/Flux),并处理密钥管理 (Vault/AWS Secrets Manager)。工作负载平面在 Kubernetes 集群(EKS、GKE 或 AKS)中运行应用程序容器,具有 Pod 自动扩缩、服务网格 (Istio/Linkerd) 和入口管理。可观测性平面收集指标 (Prometheus)、日志 (Loki/CloudWatch)、追踪 (Jaeger/Datadog) 和警报 (PagerDuty/OpsGenie)。

核心组件:
  • IaC 基础:Terraform 或 Pulumi 模块,定义所有资源——VPC、子网、安全组、IAM 角色、数据库、缓存、队列。按关注点(网络、计算、数据、可观测性)模块化,并带有特定于环境的变量文件
  • Kubernetes 集群:多可用区部署,节点池根据工作负载类型(通用型、计算优化型、GPU 型)进行大小调整。按环境或按团队进行命名空间隔离。Pod 中断预算、资源配额和网络策略
  • GitOps 管道:ArgoCD 或 Flux 监控 Git 仓库以获取 manifest。应用程序部署通过拉取请求进行——经过审查、批准并自动同步。回滚是 git revert
  • 可观测性堆栈:Prometheus + Grafana 用于指标,Loki 或 ELK 用于日志,Jaeger 或 Datadog 用于分布式追踪。基于 SLO 的告警,根据客户影响而非资源利用率触发

设计决策与权衡

EKS vs. GKE vs. AKS。MW 选择适合现有云足迹的平台。GKE 拥有最佳的 Kubernetes 体验(Autopilot 确实是完全免干预的)。EKS 是 AWS 重度组织的实用选择。AKS 适用于 Azure 用户。我们不建议使用多云 Kubernetes,除非有真正的业务需求(监管、供应商风险)。跨云管理集群的运营开销很少能证明其灵活性是合理的。 Terraform vs. Pulumi。Terraform 适用于需要庞大生态系统、成熟提供商和 HCL 声明式模型的团队。Pulumi 适用于偏好编程语言(TypeScript、Python)而非 DSL 的团队。MW 两者都使用——Terraform 用于共享基础设施模块,Pulumi 则在复杂逻辑(条件资源、循环、预置期间的 API 调用)使 HCL 变得笨拙时使用。 托管服务 vs. 自托管。MW 默认使用托管服务(RDS 优于自托管 PostgreSQL,MSK 优于自托管 Kafka,ElastiCache 优于自托管 Redis),除非:(a) 托管服务存在您将遇到的硬性限制,(b) 在您的规模下,自托管更经济(通常托管服务的成本超过每月 5 万美元),或 (c) 监管要求如此。自托管的运维负担几乎总是被低估。 服务网格:是或否。服务网格 (Istio, Linkerd) 在服务之间增加了 mTLS、流量管理和可观测性——但也增加了延迟、复杂性和另一个需要调试的组件。MW 建议在您拥有超过 10 个服务、需要用于合规的相互 TLS 或希望在网络级别进行金丝雀部署时使用服务网格。对于较小的系统,应用程序级别的重试和断路器(通过库)更简单。

技术选型

层技术
计算Kubernetes (EKS, GKE, AKS), ECS Fargate, Cloud Run
IaCTerraform, Pulumi, AWS CDK
GitOpsArgoCD, Flux, GitHub Actions
网络Istio, Linkerd, AWS App Mesh, Nginx Ingress, Cert-Manager
可观测性Prometheus, Grafana, Datadog, Loki, Jaeger, PagerDuty

何时使用 / 何时避免

适用场景避免场景
运行 5 个以上需要独立扩缩和部署的服务您有一个可在 PaaS(Vercel、Railway、Render)上运行的单一应用程序
多个团队共同维护共享基础设施您的团队工程师少于 3 人——Kubernetes 的运维负担将占据主导地位
您需要多区域部署以实现可用性或合规性项目是 MVP,不需要高可用性 (HA) 或复杂编排
合规性要求可重现、可审计的基础设施成本优化是关键,且工作负载适合无服务器经济模型

我们的方法

MW 将基础设施作为产品交付,而非一次性设置。我们提供带有 CI/CD 管道的 Terraform 模块,通过拉取请求规划、审查和应用基础设施变更——这与您的开发人员用于应用程序代码的工作流程相同。我们的 Kubernetes 部署包含生产级默认设置:Pod 中断预算、资源限制、网络策略和自动化证书轮换。我们移交时附带操作手册、Grafana 仪表盘和值班升级策略,以便您的团队可以独立操作基础设施。

相关蓝图

  • 云迁移与成本优化 — 从本地或传统云迁移到云原生
  • 多区域高可用架构 — 主动-主动和主动-被动多区域模式
  • CI/CD 管道现代化 — GitOps 管道设计与实现
  • 受监管行业的混合云 — 具有本地合规性约束的云原生模式
  • AI 工作负载的 GPU 集群编排 — 带有 GPU 节点池的 Kubernetes 用于机器学习训练

相关案例研究

  • GPU 基础设施 — RunPod 和自定义 GPU 集群编排,用于 AI 工作负载
  • 视频编码平台 — 具有自动扩缩功能的容器化编码管道
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