基礎設施架構設計文件範本（Infrastructure Architecture Document Template）

適用標準：ISO/IEC/IEEE 42010:2022（架構描述）、TOGAF ADM、C4 Model、ISO/IEC 27001:2022（資安）
適用階段：系統設計階段（Design Phase）
負責角色：系統架構師（SA）、基礎設施工程師（Infra Engineer）、雲端架構師

📑 章節目錄

1. 文件資訊
2. 架構設計目標與約束
3. 系統架構總覽
4. 網路架構設計
5. 運算資源配置
6. 儲存與資料庫架構
7. 高可用與災難復原設計
8. 安全架構設計
9. 監控與可觀測性架構
10. CI/CD 部署架構
11. 容量規劃與擴展策略
12. 環境規劃
13. 附錄

📝 範本

1. 文件資訊

版本歷程

關聯文件

2. 架構設計目標與約束

2.1 設計目標

2.2 設計約束

2.3 架構決策記錄（ADR）

ADR 格式：

## ADR-[NNN]: [決策標題]

### 狀態：[Proposed / Accepted / Deprecated / Superseded]

### 背景
[描述觸發此決策的問題或需求]

### 決策
[明確描述所做的架構決策]

### 替代方案
| 方案 | 優點 | 缺點 |
|------|------|------|
| 方案 A | ... | ... |
| 方案 B（chosen）| ... | ... |

### 後果
[此決策帶來的正面與負面影響]

3. 系統架構總覽

3.1 部署拓撲圖

graph TB
    subgraph "Internet"
        USER[Users / Clients]
    end

    subgraph "DMZ Zone"
        WAF[WAF / CDN]
        LB[Load Balancer]
    end

    subgraph "Application Zone"
        subgraph "Web Tier"
            WEB1[Web Server 1]
            WEB2[Web Server 2]
        end
        subgraph "App Tier"
            APP1[App Server 1]
            APP2[App Server 2]
        end
        subgraph "Cache Tier"
            CACHE[Redis Cluster]
        end
        subgraph "Message Tier"
            MQ[Message Queue]
        end
    end

    subgraph "Data Zone"
        subgraph "Database"
            DB_PRIMARY[(DB Primary)]
            DB_REPLICA[(DB Replica)]
        end
        subgraph "Storage"
            OBJ[Object Storage]
        end
    end

    subgraph "Management Zone"
        MON[Monitoring]
        LOG[Log Aggregation]
        CI[CI/CD Pipeline]
    end

    USER --> WAF --> LB
    LB --> WEB1 & WEB2
    WEB1 & WEB2 --> APP1 & APP2
    APP1 & APP2 --> CACHE
    APP1 & APP2 --> MQ
    APP1 & APP2 --> DB_PRIMARY
    DB_PRIMARY --> DB_REPLICA
    APP1 & APP2 --> OBJ
    APP1 & APP2 -.-> MON
    APP1 & APP2 -.-> LOG

3.2 區域劃分（Zone Design）

3.3 技術堆疊摘要

4. 網路架構設計

4.1 網路拓撲

graph LR
    subgraph "VPC/VNET: 10.0.0.0/16"
        subgraph "Public Subnet: 10.0.1.0/24"
            LB[Load Balancer]
            NAT[NAT Gateway]
        end
        subgraph "Private Subnet - App: 10.0.10.0/24"
            APP[Application Nodes]
        end
        subgraph "Private Subnet - Data: 10.0.20.0/24"
            DB[(Database)]
            CACHE[Cache]
        end
    end
    INTERNET((Internet)) --> LB
    APP --> NAT --> INTERNET

4.2 IP 位址規劃

4.3 防火牆規則（Security Group / NSG）

4.4 DNS 設計

5. 運算資源配置

5.1 伺服器/節點規格

5.2 容器資源配置（如適用）

5.3 Auto-Scaling 策略

6. 儲存與資料庫架構

6.1 儲存規劃

6.2 資料庫部署架構

6.3 快取架構

7. 高可用與災難復原設計

7.1 高可用設計

7.2 災難復原（DR）

7.3 備份策略

8. 安全架構設計

8.1 安全分層

graph TB
    subgraph "Layer 1: 邊界防護"
        WAF[WAF]
        DDoS[DDoS Protection]
    end
    subgraph "Layer 2: 網路安全"
        FW[Firewall / NSG]
        VPN[VPN Gateway]
    end
    subgraph "Layer 3: 應用安全"
        AUTH[Authentication]
        AUTHZ[Authorization / RBAC]
        ENCRYPT[Encryption]
    end
    subgraph "Layer 4: 資料安全"
        TDE[Data Encryption at Rest]
        MASK[Data Masking]
        AUDIT[Audit Logging]
    end

8.2 憑證管理

8.3 合規檢核

9. 監控與可觀測性架構

9.1 監控層級

9.2 告警規則

9.3 日誌架構

10. CI/CD 部署架構

10.1 Pipeline 架構

graph LR
    DEV[Developer] -->|push| GIT[Git Repository]
    GIT -->|trigger| BUILD[Build & Test]
    BUILD -->|pass| SCAN[Security Scan]
    SCAN -->|pass| ARTIFACT[Artifact Registry]
    ARTIFACT -->|deploy| STG[Staging]
    STG -->|approve| PROD[Production]

10.2 部署策略

10.3 Infrastructure as Code

11. 容量規劃與擴展策略

11.1 當前容量需求

11.2 擴展策略

11.3 成本估算

12. 環境規劃

12.1 環境清單

12.2 環境差異對照

13. 附錄

13.1 架構決策記錄（完整 ADR）

[在此列出所有 ADR 完整內容]

13.2 第三方服務依賴

13.3 授權與合約

📖 使用說明

各章節填寫指引

與其他文件的關係

graph LR
    NFR[NFR/非功能需求] --> IAD[基礎設施架構文件]
    SAD[系統架構文件 SAD] --> IAD
    THREAT[威脅模型] --> IAD
    IAD --> DBD[資料庫設計文件]
    IAD --> DEPLOY[部署指引]
    IAD --> MONITOR[監控告警設定]
    IAD --> RUNBOOK[維運手冊]

審閱檢核清單

💡 範例（以 HRMS 人力資源管理系統為例）

範例：設計目標

範例：部署拓撲

graph TB
    subgraph "Internet"
        USERS[員工/主管
Browser & Mobile]
    end

    subgraph "Azure Cloud - East Asia"
        subgraph "DMZ Zone"
            AGW[Azure Application Gateway
+ WAF v2]
        end

        subgraph "Application Zone - AKS Cluster"
            subgraph "Namespace: hrms-prod"
                API1[hrms-api Pod x3]
                WEB1[hrms-web Pod x2]
                WORKER[hrms-worker Pod x2]
            end
            INGRESS[Nginx Ingress Controller]
        end

        subgraph "Data Zone"
            PGSQL[(Azure PostgreSQL
Flexible Server
HA: Zone-redundant)]
            REDIS[Azure Cache for Redis
Premium P1]
            BLOB[Azure Blob Storage
Employee Documents]
        end

        subgraph "Management Zone"
            AKV[Azure Key Vault]
            MON[Azure Monitor
+ Log Analytics]
            ACR[Azure Container Registry]
        end
    end

    USERS -->|HTTPS 443| AGW
    AGW --> INGRESS
    INGRESS --> WEB1 & API1
    API1 --> REDIS
    API1 --> PGSQL
    API1 --> BLOB
    WORKER --> PGSQL
    API1 -->|Secrets| AKV
    API1 -.->|Telemetry| MON

範例：網路規劃

範例：運算資源

範例：高可用設計

DR 策略：

• 類型：Warm Standby（Southeast Asia region）
• RTO：4 小時
• RPO：1 小時（PostgreSQL Geo-Replication lag）
• 演練頻率：每季一次

範例：安全架構

範例：告警規則

📌 審閱重點

• 架構圖是否反映實際部署拓撲，而非僅概念圖？
• 每個元件是否都有明確的 HA 與 DR 策略？
• 網路分段是否遵循最小權限原則（Zero Trust）？
• 成本估算是否含擴展後的預算？
• 所有敏感組態（密碼、金鑰）是否都使用 Secret Manager？