Принципы проектирования

Проектирование multi-cluster / multi-region начинается с требований: RTO/RPO, задержка для пользователей, соответствие (data-residency), стоимость и операционная сложность. Делите приложения по критичности и по тому, требуют ли они глобальной доступности или локальной близости к данным.

Топологии и паттерны

• Active-Active (geo-distributed) — одинаковые кластеры в регионах принимают трафик через глобальный LB/DNS. Требует согласованной репликации данных и консистентности, сложнее для stateful.

• Active-Passive (failover) — основной регион обслуживает трафик, при падении происходит DNS/LB failover к другому региону. Проще реализовать, RTO определяется временем переключения.

• Workload-segmented — разные классы нагрузок локализованы: latency-sensitive в нескольких регионах, аналитика и batch в одном. Хорош для снижения затрат и упрощения данных.

• Control-plane options: каждый кластер с собственным control plane (рекомендуется) vs централизованная оркестрация управления (GitOps/central CI) — не путать с etcd federation.

Сетевая связность и routing

• Использовать приватные каналы: VPC peering, inter-region VPN, Transit Gateway, или MPLS/SD-WAN для on-prem. Сеть должна обеспечивать нужную пропускную способность и низкую латентность.

• Service discovery: глобальный LB (Anycast/Global ALB), DNS с health checks и низким TTL; для межкластерного вызова — сервис-мэш с multi-cluster поддержкой (Istio/Linkerd/Cilium Mesh).

• Сегментация трафика: NetworkPolicy, региональные ingress, egress gateways и edge proxies для централизации egress контроля.

Данные и хранение

• Делите stateful и stateless: stateless легко масштабировать гео-распределённо. Для stateful используйте: multi-region DB (managed global DB), репликацию (primary-read replicas per region), или CRDT/geo-distributed data stores.

• PV: хранилище обычно локально к региону; реестр артефактов (image registry) реплицируйте в регионы или используйте CDN.

• Резервное копирование: регулярные etcd snapshots + offsite backup, PV snapshots и тестовые восстановления. Учтите задержки репликации и порядок восстановления.

CI/CD, конфигурация и GitOps

• GitOps (ArgoCD/Flux) с отдельными приложениями/overlays для каждого кластера; единый Git репозиторий как источник правды.

• Pipeline умеет таргетить конкретный кластер/region; автоматические промоушены и канареечные релизы по регионам.

• Конфигурация: parametrization (kustomize/helm) + secrets через централизованное хранилище (Vault, External Secrets) с ротацией.

Observability и управление

• Метрики/logs/traces: централизованная платформа (Thanos/Cortex для Prometheus, centralized logging → object store/ELK/Loki, tracing → Tempo/Jaeger) с federation/remote_write.

• Alerting с учётом региональности и глобальных SLO; circuit breakers и playbooks для failover.

• Distributed tracing и synthetic tests для проверки кросс-регионального трафика.

Безопасность и управление доступом

• Единый IdP (OIDC) для людей; RBAC на уровне каждого кластера; минимальные привилегии.

• Секреты: KMS-backed encryption, централизованный Vault/Secrets Manager с replication.

• МTLS для межкластерных вызовов; NetworkPolicy и периметральные firewall/ACL; изоляция prod/test через отдельные кластеры или namespaces + Quotas.

Операционные процессы и тестирование

• Документированные runbooks для failover/rollback; регулярные rehearsal-тесты DR и Chaos-engineering (simulations of region loss).

• Мониторинг cost/throughput по регионам, capacity planning с headroom для пиков.

• Автоматизация: cluster lifecycle (Terraform/Cluster API), GitOps для конфигурации, automated cluster provisioning и конфиг-бенчмарки.

Выбор подхода по требованию

• Нужна высокая доступность + строгая консистентность → active-passive с managed global DB или региональный primary + sync.

• Нужна низкая задержка для глобальной аудитории → active-active с geo-replicated data (если приложение это поддерживает).

• Ограничения по соответствию → размещать данные и критичные сервисы в нужных регионах, остальное глобально.

Планируйте архитектуру как набор trade-offs между консистентностью, сложностью и стоимостью; проектируйте автоматизированные тесты failover и процессы восстановления как часть системы, а не как опцию.