name: cloud-infrastructure description: 适用于AWS、Azure和GCP的云基础设施设计与部署模式。在设计云架构、使用Terraform实施基础设施即代码、优化成本或设置多区域部署时使用。 author: Joseph OBrien status: unpublished updated: ‘2025-12-23’ version: 1.0.1 tag: skill type: skill

云基础设施

全面的云基础设施技能，涵盖多云架构、基础设施即代码、成本优化和生产部署模式。

何时使用此技能

为新应用程序设计云架构
实施基础设施即代码（Terraform、CloudFormation、Pulumi）
成本优化和资源合理调整
多区域和高可用性部署
云迁移规划
安全与合规实施
自动扩展和性能优化

云架构模式

计算模式

模式	AWS	Azure	GCP	使用场景
无服务器	Lambda	Functions	Cloud Functions	事件驱动、可变负载
容器	ECS/EKS	AKS	GKE	微服务、环境一致性
虚拟机	EC2	Virtual Machines	Compute Engine	遗留应用、完全控制
批处理	Batch	Batch	Batch	大规模处理

存储模式

类型	AWS	Azure	GCP	使用场景
对象存储	S3	Blob Storage	Cloud Storage	静态文件、备份
块存储	EBS	Managed Disks	Persistent Disk	数据库存储
文件存储	EFS	Azure Files	Filestore	共享文件系统
归档存储	Glacier	Archive	Coldline	长期保留

数据库模式

类型	AWS	Azure	GCP	使用场景
关系型	RDS, Aurora	SQL Database	Cloud SQL	ACID事务
NoSQL	DynamoDB	Cosmos DB	Firestore	灵活模式
缓存	ElastiCache	Cache for Redis	Memorystore	会话、缓存
数据仓库	Redshift	Synapse	BigQuery	分析

基础设施即代码

Terraform最佳实践

项目结构：

infrastructure/
├── modules/
│   ├── networking/
│   ├── compute/
│   └── database/
├── environments/
│   ├── dev/
│   ├── staging/
│   └── prod/
├── main.tf
├── variables.tf
├── outputs.tf
└── versions.tf

状态管理：

使用远程状态（S3、Azure Blob、GCS）
启用状态锁定（DynamoDB、Blob租约）
按环境分离状态
切勿提交状态文件

模块设计：

每个模块单一职责
暴露最少必需变量
记录输入/输出
使用git标签对模块进行版本控制

成本优化

计算节省：

预留实例（1-3年承诺）：节省30-60%
竞价/可抢占实例：对于可中断工作负载节省60-90%
合理调整：将实例大小与实际使用情况匹配
自动扩展：在低使用期间缩减规模

存储节省：

生命周期策略：自动转换到更便宜的层级
压缩：减少存储占用空间
去重：消除冗余数据
删除未使用资源：孤立卷、快照

网络节省：

对静态内容使用CDN
优化数据传输路径
使用私有端点
压缩API响应

高可用性模式

多可用区部署

跨2-3个可用区部署
使用负载均衡器进行分发
跨可用区的数据库复制
自动故障转移配置

多区域部署

主动-主动或主动-被动
基于DNS的路由（Route53、Traffic Manager）
数据复制策略
灾难恢复程序

弹性模式

外部依赖的断路器
指数退避重试
隔离舱隔离
优雅降级

安全最佳实践

身份与访问

最小权限原则
使用IAM角色，而非长期凭证
为特权账户启用MFA
定期访问审查

网络安全

VPC/VNet隔离
安全组作为防火墙
后端服务的私有子网
混合云的VPN/Direct Connect

数据保护

静态加密（KMS）
传输中加密（TLS）
密钥轮换策略
备份和恢复测试

监控与可观测性

关键指标

CPU、内存、磁盘利用率
网络吞吐量和延迟
错误率和类型
每服务/团队成本

告警策略

基于基线设置阈值
对症状告警，而非原因
每个告警的运维手册
定义升级路径

参考文件

references/terraform_patterns.md - IaC模式和示例
references/cost_optimization.md - 详细的成本降低策略

与其他技能的集成

security-engineering - 用于安全架构
network-engineering - 用于网络设计
performance - 用于优化策略
devops-runbooks - 用于运维程序