扩展策略¶

KanjiIQ的设计支持从当前的单节点部署扩展到多节点、多区域架构，以应对流量增长。

当前状态¶

指标	值
集群节点数	1（Hetzner专用服务器）
应用副本数	2
数据库	单PostgreSQL实例
流量处理	每IP约100请求/分钟（速率限制）

这足以从容应对当前流量。以下各节概述了需求增长时的扩展路径。

水平Pod自动扩缩容 (HPA)¶

第一步扩展是添加HPA，根据负载自动调整副本数量：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: jlpt-kanji-hpa
  namespace: jlpt-kanji
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: jlpt-kanji
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
    - type: Resource
      resource:
        name: cpu
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 70
    - type: Resource
      resource:
        name: memory
        target:
          type: Utilization
          averageUtilization: 80

前提条件：需要安装Metrics Server（k3s默认包含）。

效果：应用根据CPU/内存压力在2-10个副本之间自动扩缩容，无需代码更改。

多节点集群¶

当单节点达到资源上限时，向k3s集群添加工作节点：

# On the new worker node
curl -sfL https://get.k3s.io | K3S_URL=https://master:6443 \
  K3S_TOKEN=<node-token> sh -

Kubernetes自动将Pod调度到所有可用节点上。应用无需任何更改——它已经是无状态的。

节点亲和性（可选）¶

控制Pod放置：

spec:
  affinity:
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        - weight: 100
          podAffinityTerm:
            labelSelector:
              matchLabels:
                app: jlpt-kanji
            topologyKey: kubernetes.io/hostname

这将副本分散到不同节点上，提高容错能力。

数据库扩展¶

连接池¶

添加PgBouncer作为Sidecar容器来池化数据库连接：

containers:
  - name: pgbouncer
    image: edoburu/pgbouncer
    ports:
      - containerPort: 6432
    env:
      - name: DATABASE_URL
        valueFrom:
          secretKeyRef:
            name: jlpt-kanji-secrets
            key: database-url

后端连接到PgBouncer的:6432端口而非直接连接PostgreSQL，减少连接开销。

只读副本¶

对于读密集型工作负载（闪卡查询），添加PostgreSQL流复制：

主实例处理写操作（学习会话、测验结果）
只读副本处理读操作（汉字/词汇查询）
后端根据操作类型路由查询

托管数据库¶

最简单的数据库扩展路径是迁移到托管服务：

AWS RDS：多可用区、自动备份、只读副本
GCP Cloud SQL：高可用配置、自动故障转移
Hetzner托管PostgreSQL：推出后可用

详见可移植性了解迁移详情。

CDN层¶

静态前端资源可通过CDN提供全球性能优化：

graph LR
    U[User] --> CF[Cloudflare CDN]
    CF -->|Cache HIT| U
    CF -->|Cache MISS| N[Nginx Frontend]
    N --> CF

由于Flutter Web前端生成静态文件（JS、CSS、图片），这些是理想的CDN候选资源：

缓存策略：哈希资源缓存1年，index.html不缓存
全球PoP：从最近的边缘节点提供内容
DDoS防护：CDN吸收流量型攻击

Cloudflare DNS已就位——启用代理模式即可激活CDN层。

扩展路线图¶

流量级别	基础设施	关键更改
当前（低）	1节点，2副本，单PG	无需更改
增长期（中等）	1节点，HPA（2-10副本）	添加HPA清单
高流量	2-3节点，HPA，PgBouncer	添加工作节点 + 连接池
超高流量	多节点，托管数据库，CDN	迁移数据库到RDS/Cloud SQL，启用CDN
全球化	多区域集群，只读副本	重大架构演进

每一步都是渐进式的——无需重写。应用代码在所有扩展级别上保持不变。