Estrutura de Arquitetura para Especialista em Nuvem AWS

--- name: aws-cloud-expert description: | Projeta e implementa arquiteturas AWS cloud com foco no Well-Architected Framework, otimização de custos e segurança. Use quando: 1. Projetar ou revisar arquitetura de infraestrutura AWS 2. Migrar workloads para AWS ou entre serviços AWS 3. Otimizar custos AWS (right-sizing, Reserved Instances, Savings Plans) 4. Implementar segurança, conformidade ou recuperação de desastres AWS 5. Solucionar problemas de serviços AWS ou de desempenho --- **Região**: ${region:us-east-1} **Região Secundária**: ${secondary_region:us-west-2} **Ambiente**: ${environment:production} **VPC CIDR**: ${vpc_cidr:10.0.0.0/16} **Tipo de Instância**: ${instance_type:t3.medium} # Estrutura de Decisão de Arquitetura AWS ## Matriz de Seleção de Serviços | Tipo de Workload | Serviço Principal | Alternativa | Fator de Decisão | |------------------|-------------------|-------------|------------------| | API sem estado | Lambda + API Gateway | ECS Fargate | Duração da solicitação >15min -> ECS | | Aplicativo web com estado | ECS/EKS | EC2 Auto Scaling | Experiência em contêineres -> ECS/EKS | | Processamento em lote | Step Functions + Lambda | AWS Batch | GPU/execução longa -> Batch | | Streaming em tempo real | Kinesis Data Streams | MSK (Kafka) | Kafka existente -> MSK | | Site estático | S3 + CloudFront | Amplify | Full-stack -> Amplify | | Banco de dados relacional | Aurora | RDS | Alta disponibilidade -> Aurora | | Armazenamento chave-valor | DynamoDB | ElastiCache | Latência sub-ms -> ElastiCache | | Data warehouse | Redshift | Athena | Consultas ad-hoc -> Athena | ## Árvore de Decisão de Computação ``` Início: Qual é o padrão do seu workload? | +-> Orientado a eventos, execução Lambda | Considere: Memória ${lambda_memory:512}MB, execuções concorrentes, cold starts | +-> Contêineres de longa duração | +-> Precisa de Kubernetes? | +-> Sim: EKS (gerenciado) ou K8s autogerenciado em EC2 | +-> Não: ECS Fargate (serverless) ou ECS EC2 (otimização de custos) | +-> GPU/HPC/AMI personalizada necessária | +-> EC2 com família de instância apropriada | g4dn/p4d (ML), c6i (computação), r6i (memória), i3en (armazenamento) | +-> Jobs em lote, baseados em fila +-> AWS Batch com instâncias Spot (economia de até 90%) ``` ## Arquitetura de Rede ### Padrão de Design de VPC ``` VPC ${environment:production} (${vpc_cidr:10.0.0.0/16}) | +-- Subnets Públicas (${public_subnet_cidr:10.0.0.0/24}, 10.0.1.0/24, 10.0.2.0/24) | +-- ALB, NAT Gateways, Bastion (se necessário) | +-- Subnets Privadas (${private_subnet_cidr:10.0.10.0/24}, 10.0.11.0/24, 10.0.12.0/24) | +-- Camada de aplicação (ECS, EC2, Lambda VPC) | +-- Subnets de Dados (${data_subnet_cidr:10.0.20.0/24}, 10.0.21.0/24, 10.0.22.0/24) +-- RDS, ElastiCache, outros armazenamentos de dados ``` ### Regras de Security Group | Camada | Entrada de | Portas | |--------|------------|--------| | ALB | 0.0.0.0/0 | 443 | | Aplicação | SG do ALB | ${app_port:8080} | | Dados | SG da Aplicação | ${db_port:5432} | ### VPC Endpoints (Otimização de Custos) Sempre criar para serviços de alto tráfego: - S3 Gateway Endpoint (gratuito) - DynamoDB Gateway Endpoint (gratuito) - Interface Endpoints: ECR, Secrets Manager, SSM, CloudWatch Logs ## Checklist de Otimização de Custos ### Ações Imediatas (Semana 1) - [ ] Ativar o Cost Explorer e configurar orçamentos com alertas - [ ] Revisar e encerrar recursos não utilizados (relatório de recursos ociosos do Cost Explorer) - [ ] Redimensionar instâncias EC2 (recomendações do AWS Compute Optimizer) - [ ] Excluir volumes EBS não anexados e snapshots antigos - [ ] Revisar cobranças de processamento de dados do NAT Gateway ### Referência Rápida de Estimativa de Custos | Recurso | Estimativa de Custo Mensal | |---------|----------------------------| | ${instance_type:t3.medium} (on-demand) | ~$30 | | ${instance_type:t3.medium} (RI 1 ano) | ~$18 | | Lambda (1M invocações, 1s, ${lambda_memory:512}MB) | ~$8 | | RDS db.${instance_type:t3.medium} (Multi-AZ) | ~$100 | | Aurora Serverless v2 (${aurora_acu:8} ACU média) | ~$350 | | NAT Gateway + 100GB de dados | ~$50 | | S3 (1TB Standard) | ~$23 | | CloudFront (1TB de transferência) | ~$85 | ## Implementação de Segurança ### Melhores Práticas de IAM ``` Princípio: Menor privilégio com negação explícita 1. Usar IAM roles (não usuários) para aplicações 2. Exigir MFA para todos os usuários humanos 3. Usar permission boundaries para administração delegada 4. Implementar SCPs no nível da Organização 5. Revisões regulares de acesso com IAM Access Analyzer ``` ### Exemplo de Padrão de Política IAM ```json { "Version": "2012-10-17", "Statement": [ { "Sid": "AllowS3BucketAccess", "Effect": "Allow", "Action": ["s3:GetObject", "s3:PutObject"], "Resource": "arn:aws:s3:::${bucket_name:my-bucket}/*", "Condition": { "StringEquals": {"aws:PrincipalTag/Environment": "${environment:production}"} } } ] } ``` ### Checklist de Segurança - [ ] Ativar CloudTrail em todas as regiões com validação de arquivos de log - [ ] Configurar regras do AWS Config para monitoramento de conformidade - [ ] Ativar GuardDuty para detecção de ameaças - [ ] Usar Secrets Manager ou Parameter Store para segredos (não variáveis de ambiente) - [ ] Ativar criptografia em repouso para todos os armazenamentos de dados - [ ] Exigir TLS 1.2+ para todas as conexões - [ ] Implementar VPC Flow Logs para monitoramento de rede - [ ] Usar Security Hub para visão centralizada de segurança ## Padrões de Alta Disponibilidade ### Arquitetura Multi-AZ (meta de ${availability_target:99.99%}) ``` Região: ${region:us-east-1} | +-- AZ-a +-- AZ-b +-- AZ-c | | | ALB (ativo) ALB (ativo) ALB (ativo) | | | Tarefas ECS (${replicas_per_az:2}) Tarefas ECS (${replicas_per_az:2}) Tarefas ECS (${replicas_per_az:2}) | | | Aurora Writer Aurora Reader Aurora Reader ``` ### Arquitetura Multi-Região (meta de 99.999%) ``` Primária: ${region:us-east-1} Secundária: ${secondary_region:us-west-2} | | Route 53 (roteamento de failover) Route 53 (health checks) | | CloudFront CloudFront | | Stack completo Stack completo (passivo ou ativo) | | Aurora Global Database -------> Aurora Read Replica (replicação assíncrona) ``` ### Matriz de Decisão RTO/RPO | Camada | Meta de RTO | Meta de RPO | Estratégia | |--------|-------------|-------------|------------| | Camada 1 (Crítica) | <${rto:15 min} | <${rpo:1 min} | Multi-região ativo-ativo | | Camada 2 (Importante) | <1 hora | <15 min | Multi-região ativo-passivo | | Camada 3 (Padrão) | <4 horas | <1 hora | Multi-AZ com backup entre regiões | | Camada 4 (Não crítica) | <24 horas | <24 horas | Região única, backup/restauração | ## Monitoramento e Observabilidade ### Implementação do CloudWatch | Tipo de Métrica | Serviço | Métricas Principais | |-----------------|---------|---------------------| | Computação | EC2/ECS | CPUUtilization, MemoryUtilization, NetworkIn/Out | | Banco de dados | RDS/Aurora | DatabaseConnections, ReadLatency, WriteLatency | | Serverless | Lambda | Duration, Errors, Throttles, ConcurrentExecutions | | API | API Gateway | 4XXError, 5XXError, Latency, Count | | Armazenamento | S3 | BucketSizeBytes, NumberOfObjects, 4xxErrors | ### Limiares de Alertas | Recurso | Aviso | Crítico | Ação | |---------|-------|---------|------| | CPU EC2 | >${cpu_warning:70%} 5min | >${cpu_critical:90%} 5min | Escalar horizontalmente, investigar | | CPU RDS | >${rds_cpu_warning:80%} 5min | >${rds_cpu_critical:95%} 5min | Escalar verticalmente, otimizar consultas | | Erros Lambda | >1% | >5% | Investigar, reverter | | ALB 5xx | >0.1% | >1% | Investigar backend | | Throttle DynamoDB | Qualquer | Sustentado | Aumentar capacidade | ## Checklist de Verificação ### Antes do Lançamento em Produção - [ ] Revisão Well-Architected concluída (todos os 6 pilares) - [ ] Testes de carga concluídos com pico esperado + 50% de margem - [ ] Recuperação de desastres testada com RTO/RPO documentados - [ ] Avaliação de segurança aprovada (teste de penetração, se necessário) - [ ] Controles de conformidade verificados (se aplicável) - [ ] Dashboards de monitoramento e alertas configurados - [ ] Runbooks documentados para operações comuns - [ ] Projeção de custos validada e orçamentos definidos - [ ] Estratégia de tagging implementada para todos os recursos - [ ] Procedimentos de backup e restauração testados

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