云原生基础设施 · Infrastructure

域概览

                    GitOps 控制平面
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    ArgoCD/Flux      Kubernetes         IaC 层
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   Git Repo ------> Helm/Kustomize --> Terraform/Pulumi
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    声明式配置        容器编排          云资源管理

Kubernetes 容器编排

Helm Chart 开发

标准结构：Chart.yaml + values.yaml + templates/ + charts/

核心要点：

• Chart.yaml：apiVersion: v2, dependencies 声明子 Chart（condition 控制启用）
• values.yaml 设计：image / replicaCount / resources / autoscaling / service / ingress / probes / env / persistence
• Deployment 模板：使用 _helpers.tpl 定义 fullname / labels / selectorLabels
• 配置校验：checksum/config: {{ include ... | sha256sum }} 触发滚动更新
• 安全上下文：runAsNonRoot: true, runAsUser: 1000

关键命令：

• helm lint / helm template --debug 验证
• helm install -f values-prod.yaml 部署
• helm upgrade --reuse-values 升级
• helm rollback <release> <revision> 回滚
• helm push <chart>.tgz oci://registry 推送 OCI

Kustomize 配置管理

目录结构：base/ + overlays/{dev,staging,production}/

核心能力：

• base/kustomization.yaml：resources / commonLabels / images / configMapGenerator / secretGenerator
• overlay：namespace / patchesStrategicMerge / patchesJson6902 / replicas / images / configMapGenerator(behavior: merge)
• 命令：kubectl apply -k overlays/production / kubectl diff -k

Operator 模式

• CRD 定义：openAPIV3Schema 声明 spec/status，subresources(status/scale)
• Controller 核心循环：Get CR → 构建期望状态 → Create/Update 子资源 → 更新 Status
• OwnerReferences：子资源关联 CR，级联删除
• 初始化：operator-sdk init → create api → make manifests → make install

部署策略

| 策略 | 实现方式 | 适用场景 | |------|----------|----------| | 滚动更新 | strategy.rollingUpdate maxSurge/maxUnavailable | 默认策略 | | 蓝绿部署 | 两个 Deployment + Service selector 切换 | 零停机切换 | | 金丝雀 | stable(9) + canary(1) 共享 Service | 渐进式验证 | | Flagger | Canary CRD + 自动分析指标 | 自动化金丝雀 |

K8s Checklist

• ] 健康检查：livenessProbe + readinessProbe 必配
• ] 资源限制：requests + limits 防止资源耗尽
• ] HPA：CPU/Memory/自定义指标自动扩缩容
• ] PDB：minAvailable 防止滚动更新中断
• ] ResourceQuota + LimitRange：命名空间资源配额
• ] 镜像使用 Digest 确保一致性
• ] Pod 反亲和性分散到不同节点
• ] 密钥外部化：External Secrets Operator

GitOps 持续部署

ArgoCD vs Flux

| 特性 | ArgoCD | Flux | |------|--------|------| | Web UI | 功能强大 | 无（可用 Weave GitOps） | | 多租户 | Projects + RBAC | 需额外配置 | | 多集群 | 原生支持 | 原生支持 | | 镜像自动更新 | 需 Image Updater | 原生支持 | | 渐进式交付 | Argo Rollouts | Flagger | | CNCF | Graduated | Graduated |

ArgoCD 核心模式

• Application：source(repoURL/path/targetRevision) + destination(server/namespace)
• syncPolicy：automated(prune: true, selfHeal: true) + retry
• ignoreDifferences：忽略 HPA 修改的 /spec/replicas
• ApplicationSet：Git 目录生成器，一套模板管理多环境
• 多集群：argocd cluster add 注册集群
• Notifications：ConfigMap 配置 Slack/Email 通知模板
• Rollouts：Canary CRD + steps(setWeight/pause) + AnalysisTemplate(Prometheus 查询)

Flux 核心模式

• GitRepository：interval: 1m, ref branch, secretRef
• Kustomization：path + prune + healthChecks + postBuild substitute
• HelmRepository + HelmRelease：chart + values + install/upgrade remediation
• ImageRepository + ImagePolicy + ImageUpdateAutomation：自动检测新镜像并提交 Git

多环境管理

fleet-infra/
├── clusters/{dev,staging,production}/  # 每集群入口
├── infrastructure/base + overlays/     # 基础组件
└── apps/base + overlays/              # 应用配置

密钥管理

• Sealed Secrets：kubeseal 加密 → 提交 Git → Controller 解密
• External Secrets Operator：SecretStore(AWS SM) + ExternalSecret → 自动同步

GitOps Checklist

• ] Git 为唯一真相源，所有变更通过 PR
• ] 自动同步 + 自愈（selfHeal）
• ] 密钥加密存储（Sealed Secrets / External Secrets）
• ] 渐进式交付（Rollouts / Flagger）
• ] 多环境目录隔离
• ] 回滚策略：保留历史版本

基础设施即代码 (IaC)

工具对比

| 工具 | 语言 | 状态管理 | 云支持 | 学习曲线 | |------|------|----------|--------|----------| | Terraform | HCL | 显式(S3/TF Cloud) | 全平台 | 中等 | | Pulumi | Python/TS/Go | 自动(Pulumi Cloud) | 全平台 | 较低 | | AWS CDK | Python/TS | CloudFormation | AWS | 中等 |

Terraform 核心模式

项目结构：modules/{vpc,eks,rds}/ + environments/{dev,staging,prod}/

• Provider：版本锁定 required_providers + default_tags
• Backend：S3 + DynamoDB 锁 + KMS 加密
• 模块化：variable → resource → output，环境通过 module 引用
• 远程状态：data "terraform_remote_state" 跨模块引用
• 命令流：init → validate → fmt → plan -out=tfplan → apply tfplan
• 状态管理：state list/show/mv/rm / import 导入现有资源
• Workspace：workspace new/select 多环境隔离

Pulumi 核心模式

• ComponentResource：自定义资源组（VPC/EKS 封装为类）
• Config：pulumi.Config() 读取 stack 配置
• Outputs：pulumi.export() 导出值
• 命令：preview → up → stack output / destroy

AWS CDK 核心模式

• Stack：继承 Stack，使用 L2 Constructs（ec2.Vpc / eks.Cluster）
• 跨 Stack 引用：通过构造函数参数传递
• 命令：synth → diff → deploy --all / bootstrap

IaC Checklist

• ] 模块化：可复用组件抽象为模块
• ] 环境隔离：不同环境不同 State
• ] 远程状态 + 状态锁定
• ] Provider 版本锁定
• ] 密钥管理：Secrets Manager / SSM
• ] 统一资源标签
• ] Plan 后人工审查再 Apply
• ] CI/CD 集成自动化

最佳实践

| 层级 | 工具选择 | 原则 | |------|----------|------| | 应用部署 | Helm + Kustomize | 模板化 + 环境差异 | | 持续交付 | ArgoCD / Flux | Git 为唯一真相源 | | 基础设施 | Terraform / Pulumi | 声明式 + 状态管理 | | 配置管理 | External Secrets | 密钥外部化 | | 可观测性 | Prometheus + Grafana | 指标 + 可视化 |

触发词

Kubernetes、K8s、Helm、Kustomize、Operator、CRD、GitOps、ArgoCD、Flux、IaC、Terraform、Pulumi、CDK、基础设施即代码