Arquitetura de alto nível da infraestrutura — visão executiva, blocos funcionais e decisões de design
Este documento apresenta a arquitetura de alto nível (HLD) do laboratório de infraestrutura, descrevendo a visão geral dos componentes, suas interconexões e as decisões fundamentais de design que orientaram a construção do ambiente. O HLD é o ponto de partida para qualquer profissional que queira compreender a estrutura macro do laboratório antes de mergulhar nos detalhes de implementação (LLD), nos diagramas de topologia ou no inventário de equipamentos.
Propósito, escopo e objetivos da infraestrutura
O laboratório foi projetado para reproduzir, em escala reduzida, um ambiente de data center corporativo com foco em alta disponibilidade, virtualização, redes segmentadas, segurança da informação, automação e infraestrutura de energia. Diferente de um home lab convencional, este ambiente foi planejado com critérios de engenharia — cada componente foi selecionado por sua relevância para ambientes de produção real, não por conveniência ou custo.
A infraestrutura conta com ~88 vCPUs, ~188 GiB de RAM e ~13 TiB de armazenamento distribuídos em 3 hosts formando um cluster Proxmox VE com alta disponibilidade. O ambiente opera 24 máquinas virtuais e 15 containers LXC, executando serviços reais de produção como FreePBX (telefonia IP), TrueNAS (storage ZFS), Wazuh (SIEM), Home Assistant (automação residencial), AzureCast (streaming de mídia) e EasyPanel (painel web de hospedagem), além de um domínio Windows Server com Active Directory, DNS, DHCP, IIS e GPO.
A infraestrutura elétrica é sustentada por um sistema solar com inversor Growatt SPF 5000 ES e bateria Dyness DL5.0C (LiFePO4), garantindo autonomia estendida e operação contínua mesmo durante variações da rede elétrica. O objetivo principal é validar arquiteturas, testar cenários de falha, documentar procedimentos operacionais e gerar conhecimento aplicável a ambientes corporativos de missão crítica. A integração entre os subsistemas — virtualização, redes, segurança, monitoramento, energia — permite simular incidentes reais e testar estratégias de recuperação sem impacto em produção.
Macro visão dos subsistemas e suas interconexões
Justificativas técnicas para as principais escolhas de design
Escolhido por oferecer virtualização completa (KVM) e leve (LXC) na mesma plataforma, com cluster nativo, storage ZFS integrado e sem custo de licenciamento. Alternativas como VMware vSphere foram descartadas por restrições de licenciamento e hardware compatível.
Selecionado por recursos avançados de integridade de dados (checksum), snapshots instantâneos, compressão transparente, replicação nativa e gerenciamento de pools flexível. A alternativa Ceph foi considerada mas exigiria mais nós para desempenho adequado.
Firewall stateful com inspeção de aplicações, IPS/IDS integrado e VPN SSL simplificam a segurança de perímetro. Separar o firewall do roteador (Mikrotik) segue a prática de segurança de defesa em camadas.
A combinação inversor Growatt + bateria Dyness oferece autonomia estendida (horas) comparada a UPS convencionais (minutos), além de eficiência energética e sustentabilidade. O BMS garante ciclos de carga inteligentes que prolongam a vida útil das baterias.
VLANs com inter-VLAN routing controlado por firewall garantem isolamento entre subsistemas. A rede de gerenciamento é fisicamente separada (switch dedicado) para evitar que tráfego de serviço comprometa a administração do cluster.
Open source, sem custo de licenciamento, com correlação de eventos, integração com MITRE ATT&CK, hardening assessment e alertas em tempo real. Alternativa open source ao Splunk para ambientes com orçamento restrito mas exigência de compliance.
Como o tráfego e os dados fluem entre os subsistemas
Serviços reais hospedados na infraestrutura
VOIP/Telefonia — central telefônica IP com ramais, filas, URA e integração com operadoras SIP.
Storage ZFS iSCSI — armazenamento redundante com snapshots, replicação e compartilhamento NFS/SMB.
SIEM Open Source — correlação de eventos, detecção de ameaças, hardening assessment e integração MITRE ATT&CK.
Automação Residencial — integração com inversor Growatt, BMS Dyness, sensores e dispositivos IoT.
Streaming de Mídia — servidor de mídia com transmissão ao vivo, gravação e gerenciamento de conteúdo.
Painel de Gerenciamento Web — hospedagem e gerenciamento de sites, bancos de dados e e-mails.
Portainer + n8n — orquestração de containers e automação de fluxos com integração low-code.
Active Directory + GPO — controle de domínio, DNS, DHCP, IIS e políticas de grupo centralizadas.
SSL/TLS — terminação HTTPS, proxy reverso para serviços internos e balanceamento de carga.
DNS — filtragem de anúncios e DNS recursivo com cache local para toda a rede.
Critérios que guiaram cada decisão de arquitetura
Próximos passos e evolução planejada da infraestrutura
Documentação completa de todos os serviços (HLD/LLD finalizados). Automação de provisionamento com Ansible ou script bash.
Expansão de storage com TrueNAS dedicado (mais 2× HDD 4TB). Implementação de backup offsite criptografado.
Dashboard de capacidade preditiva (Grafana + ML). Migração de VMs legado para containers LXC/Docker.
Expansão do cluster Proxmox com 4º nó (maior capacidade). Upgrade para 10GbE no backbone. Integração com nuvem (backup híbrido).
"Arquitetura de infraestrutura não é sobre o que funciona hoje — é sobre o que continua funcionando quando algo falha amanhã. Cada decisão neste HLD foi tomada considerando o cenário de falha: se o link de internet cair, se um nó do cluster morrer, se o storage corromper, se a energia acabar. Um design de alto nível que não considera a falha como hipótese não é um projeto de engenharia — é uma aposta."
Este é o primeiro documento da série de documentação técnica. Explore o LLD para os detalhes de implementação ou veja a topologia completa da infraestrutura.
