🏗️ Silvanus Architecture Diagrams

Azure Network Architecture - Silvanus Platform ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Internet │ │ ▲ │ └──────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────────────────┘ │ ┌────────▼────────┐ │ Azure Firewall │ │ WAF Rules │ │ DDoS Protection│ └────────┬────────┘ │ ┌──────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────────────────┐ │ Virtual Network: vnet-silvanus-prod │ │ Address Space: 10.0.0.0/16 │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Subnet: snet-gateway (10.0.0.0/24) │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Application Gateway │ │ │ │ │ │ Public IP: pip-silvanus-gateway │ │ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Subnet: snet-aks (10.0.1.0/22) │ │ │ │ │ │ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┼──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ │ │ Node Pool 1 │ │ Node Pool 2 │ │ │ Node Pool 3 │ │ │ │ │ │ 10.0.1.4 │ │ 10.0.1.5 │ │ │ 10.0.1.6 │ │ │ │ │ │ 10.0.1.7 │ │ 10.0.1.8 │ │ │ 10.0.1.9 │ │ │ │ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │ │ │ │ │ │ │ Service CIDR: 10.1.0.0/16 (Internal Kubernetes Services) │ │ │ │ DNS Service IP: 10.1.0.10 │ │ │ │ Docker Bridge: 172.17.0.1/16 │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Subnet: snet-data (10.0.4.0/24) - Private Endpoints │ │ │ │ │ │ │ │ ┌────────────────┐ ┌────────────────┐ ┌────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ PostgreSQL │ │ Redis Cache │ │ Storage Account │ │ │ │ │ │ 10.0.4.4 │ │ 10.0.4.5 │ │ 10.0.4.6 │ │ │ │ │ └────────────────┘ └────────────────┘ └────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Subnet: snet-integration (10.0.8.0/24) - Hybrid Connectivity │ │ │ │ │ │ │ │ ┌────────────────────────────┐ ┌────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ VPN Gateway │ │ ExpressRoute Gateway │ │ │ │ │ │ (Site-to-Site VPN) │ │ (Private Connection) │ │ │ │ │ └────────────────────────────┘ └────────────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ Network Security Groups (NSGs): │ │ • nsg-gateway: Allow HTTPS (443), HTTP (80) from Internet │ │ • nsg-aks: Allow from gateway subnet, Deny all else │ │ • nsg-data: Allow from AKS subnet only, Deny all else │ │ • nsg-integration: Allow from on-premises networks │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ Peered Networks: ┌──────────────────────────┐ ┌──────────────────────────┐ │ vnet-silvanus-dev │ │ vnet-silvanus-test │ │ 10.10.0.0/16 │ │ 10.20.0.0/16 │ └──────────────────────────┘ └──────────────────────────┘

Security Layers - Defense in Depth ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ External Threats │ ▼ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ Layer 1: Perimeter Security │ │ │ │ • Azure DDoS Protection Standard │ │ • Azure Firewall Premium │ │ • Web Application Firewall (WAF) │ │ • Threat Intelligence Integration │ └────────────────────┬─────────────────────┘ │ ┌────────────────────▼─────────────────────┐ │ Layer 2: Network Security │ │ │ │ • Network Security Groups (NSGs) │ │ • Virtual Network Service Endpoints │ │ • Private Endpoints for PaaS │ │ • Network Segmentation │ └────────────────────┬─────────────────────┘ │ ┌────────────────────▼─────────────────────┐ │ Layer 3: Identity & Access │ │ │ │ • Azure Active Directory Integration │ │ • Multi-Factor Authentication (MFA) │ │ • Conditional Access Policies │ │ • Privileged Identity Management │ │ • Role-Based Access Control (RBAC) │ └────────────────────┬─────────────────────┘ │ ┌────────────────────▼─────────────────────┐ │ Layer 4: Application Security │ │ │ │ • OWASP Top 10 Protection │ │ • Input Validation & Sanitization │ │ • API Rate Limiting │ │ • JWT Token Security │ │ • Content Security Policy (CSP) │ └────────────────────┬─────────────────────┘ │ ┌────────────────────▼─────────────────────┐ │ Layer 5: Data Security │ │ │ │ • Encryption at Rest (AES-256) │ │ • Encryption in Transit (TLS 1.3) │ │ • Azure Key Vault for Secrets │ │ • Data Loss Prevention (DLP) │ │ • Database Transparent Encryption │ └────────────────────┬─────────────────────┘ │ ┌────────────────────▼─────────────────────┐ │ Layer 6: Monitoring & Response │ │ │ │ • Microsoft Defender for Cloud │ │ • Azure Sentinel SIEM │ │ • Log Analytics Workspace │ │ • Security Center Recommendations │ │ • Automated Incident Response │ └──────────────────────────────────────────┘ Key Vault Integration: ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Azure Key Vault │ │ │ │ Secrets: Keys: Certificates: │ │ • DB Passwords • Encryption Keys • SSL/TLS Certs │ │ • API Keys • Signing Keys • Code Signing │ │ • Connection Strings • Storage Keys • Client Certs │ │ │ │ Access Policies: │ │ • Managed Identities for AKS │ │ • Service Principals for CI/CD │ │ • Admin Access with PIM │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Data Flow - User Request Journey ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ 1. User Login Flow: ───────────────── User → Front Door → App Gateway → AKS Ingress → Auth Service │ ├→ Azure AD (Validation) ├→ PostgreSQL (User Data) ├→ Redis (Session Cache) └→ JWT Token Generation 2. API Request Flow: ───────────────── Client Request │ ▼ [Azure Front Door] │ Rate Limiting │ Geographic Routing ▼ [Application Gateway] │ SSL Termination │ Path-based Routing ▼ [AKS Ingress Controller] │ Service Routing ▼ [API Service Pod] │ JWT Validation │ Authorization Check ├────→ [Redis Cache] │ Check Cache │ ├─ Hit → Return Data │ └─ Miss ↓ ├────→ [PostgreSQL] │ Query Data │ Update Cache ├────→ [Blob Storage] │ File Operations └────→ Response 3. AI Agent Processing: ──────────────────── User Query │ ▼ [Silvanus Bot Service] │ Intent Recognition ├────→ [Azure OpenAI] │ GPT-4 Processing ├────→ [Language Understanding] │ Entity Extraction ├────→ [PostgreSQL] │ Context Retrieval ├────→ [Workflow Engine] │ Action Execution └────→ Response Generation 4. Background Job Processing: ────────────────────────── [Trigger Event] │ ▼ [Service Bus Queue] │ ▼ [Celery Worker Pod] │ Job Processing ├────→ [PostgreSQL] │ Data Updates ├────→ [Blob Storage] │ File Processing ├────→ [Email Service] │ Notifications └────→ [Audit Log] Compliance 5. Monitoring Data Flow: ───────────────────── All Components │ Metrics │ Logs │ Traces ▼ [Application Insights] │ ├────→ [Log Analytics] │ Query & Analysis ├────→ [Azure Monitor] │ Alerts & Dashboards └────→ [Grafana] Visualization

Disaster Recovery - Multi-Region Setup ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ Primary Region: UK South Secondary Region: UK West ┌─────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────────────┐ │ │ │ AKS Production │ │ │ │ AKS Standby │ │ │ │ (Active - 10 nodes) │ │ │ │ (Passive - 3 nodes) │ │ │ └─────────────┬─────────────┘ │ │ └─────────────┬─────────────┘ │ │ │ │ │ │ │ │ ┌─────────────▼─────────────┐ │ │ ┌─────────────▼─────────────┐ │ │ │ PostgreSQL Primary │ │◄───────┼─►│ PostgreSQL Read Replica │ │ │ │ (Read/Write) │ │ Async │ │ (Read Only) │ │ │ └───────────────────────────┘ │ Repl. │ └───────────────────────────┘ │ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────────────┐ │ │ │ Redis Primary │ │◄───────┼─►│ Redis Secondary │ │ │ │ (Active) │ │ Sync │ │ (Passive) │ │ │ └───────────────────────────┘ │ │ └───────────────────────────┘ │ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────────────┐ │ │ │ Blob Storage (LRS) │ │◄───────┼─►│ Blob Storage (Copy) │ │ │ │ │ │ GRS │ │ │ │ │ └───────────────────────────┘ │ │ └───────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────┘ │ │ └───────────────┬───────────────────────────┘ │ ┌──────▼───────┐ │ Traffic │ │ Manager │ │ │ │ Priority │ │ Routing │ └──────────────┘ Failover Process: ════════════════ 1. Detection (< 1 minute) • Health checks fail in primary region • Azure Monitor alerts triggered 2. Decision (< 5 minutes) • Automated for minor issues • Manual approval for major failover 3. Failover Execution (< 15 minutes) • Traffic Manager routes to secondary • AKS scales up in secondary region • PostgreSQL promotes read replica • Redis promotes secondary to primary 4. Recovery Time Objectives: • RTO (Recovery Time): 30 minutes • RPO (Recovery Point): 5 minutes Backup Strategy: ═══════════════ Daily Backups: • PostgreSQL: Automated backups every 24 hours • Blob Storage: Incremental snapshots • AKS Configs: Stored in Git repository Weekly Backups: • Full database export to Blob Storage • Container images pushed to geo-replicated ACR Monthly Backups: • Archive to Azure Archive Storage • Compliance data to immutable storage

CI/CD Pipeline Flow ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ Developer Workflow: ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ Developer │────►│ Local Test │────►│ Git Push │ │ Writes Code│ │ & Lint │ │ to Branch │ └──────────────┘ └──────────────┘ └───────┬──────┘ │ ▼ ┌────────────────┐ │ GitHub │ │ Repository │ └────────┬───────┘ │ Pull Request Created │ ┌──────────────────────────────┼──────────────────────────────┐ │ ▼ │ │ GitHub Actions / Azure DevOps │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Build Stage │ │ │ │ │ │ │ │ 1. Code Checkout 4. Security Scan (Snyk) │ │ │ │ 2. Dependencies 5. Build Docker Image │ │ │ │ 3. Unit Tests 6. Push to ACR │ │ │ └───────────────────────┬───────────────────────────────┘ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────▼──────────────────────────────┐ │ │ │ Test Stage │ │ │ │ │ │ │ │ 1. Deploy to Test AKS 4. Security Tests │ │ │ │ 2. Integration Tests 5. Performance Tests │ │ │ │ 3. E2E Tests 6. Generate Reports │ │ │ └───────────────────────┬──────────────────────────────┘ │ │ │ │ │ Quality Gates │ │ • Code Coverage > 80% │ │ • All Tests Pass │ │ • No Critical Vulnerabilities │ │ │ │ │ ┌───────────────────────▼──────────────────────────────┐ │ │ │ Staging Stage │ │ │ │ │ │ │ │ 1. Deploy to Staging AKS 4. Smoke Tests │ │ │ │ 2. Database Migrations 5. UAT Testing │ │ │ │ 3. Config Validation 6. Approval Gate │ │ │ └───────────────────────┬──────────────────────────────┘ │ │ │ │ │ Manual Approval │ │ │ │ │ ┌───────────────────────▼──────────────────────────────┐ │ │ │ Production Stage │ │ │ │ │ │ │ │ 1. Blue-Green Deployment │ │ │ │ 2. Canary Release (10% → 50% → 100%) │ │ │ │ 3. Health Checks │ │ │ │ 4. Monitoring Validation │ │ │ │ 5. Rollback on Failure │ │ │ └──────────────────────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘ Deployment Strategies: ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Blue-Green Deployment │ │ │ │ Current (Blue) Deploy (Green) Switch │ │ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌────────────┐ │ │ │ v1.0 │ │ v1.1 │ │ v1.1 │ │ │ │ (Active) │ ────► │ (Testing) │ ────► │ (Active) │ │ │ └────────────┘ └────────────┘ └────────────┘ │ │ Old Blue Removed │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ Tools & Technologies: • Source Control: GitHub • CI/CD: GitHub Actions / Azure DevOps • Container Registry: Azure Container Registry • Orchestration: Kubernetes (AKS) • IaC: Terraform / Helm Charts • Monitoring: Azure Monitor / Grafana • Testing: pytest, Selenium, Locust

Cost Optimization Strategy ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ Environment Resource Allocation: ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Production (60% of costs) Dev/Test (40% of costs) │ │ ┌────────────────────────┐ ┌────────────────────────┐ │ │ │ • Reserved Instances │ │ • Spot Instances │ │ │ │ • 24/7 Operation │ │ • Auto-shutdown │ │ │ │ • Premium SKUs │ │ • Smaller SKUs │ │ │ │ • HA Configuration │ │ • Single Instance │ │ │ └────────────────────────┘ └────────────────────────┘ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ Cost Breakdown by Service: ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ AKS Cluster (35%) ████████████████████ │ │ PostgreSQL (20%) ███████████ │ │ Azure OpenAI (15%) ████████ │ │ Storage & Backup (10%) █████ │ │ Redis Cache (8%) ████ │ │ Networking (7%) ███ │ │ Monitoring (5%) ██ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ Optimization Strategies: 1. Reserved Instances & Savings Plans ────────────────────────────────── Service Standard Cost Reserved (1yr) Savings ───────────────────────────────────────────────────────────── AKS Nodes (D4s_v3) £300/month £180/month 40% PostgreSQL £600/month £420/month 30% Redis Premium £300/month £210/month 30% Total Annual Savings: £5,400 2. Auto-Shutdown Schedule (Dev/Test) ────────────────────────────────── Environment: Development ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Mon-Fri: 08:00 ──────────► 20:00 (12 hours) │ │ Sat-Sun: Shutdown all day │ │ │ │ Savings: 64% reduction in compute costs │ │ Monthly Savings: £800 │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ 3. Spot Instances for Non-Critical Workloads ───────────────────────────────────────── ┌────────────────┐ ┌────────────────┐ │ Regular Nodes │ │ Spot Nodes │ │ £150/month │ vs │ £45/month │ │ │ │ 70% Savings │ └────────────────┘ └────────────────┘ Use Cases: • Batch processing • Test environments • Non-production workloads 4. Storage Tiering ─────────────── Hot Tier (Frequently Accessed) ──► £0.0184/GB/month Cool Tier (30+ days inactive) ──► £0.01/GB/month Archive Tier (180+ days inactive) ──► £0.00099/GB/month Lifecycle Policy: • 0-30 days: Hot tier • 31-90 days: Cool tier • 90+ days: Archive tier Estimated Savings: £200/month 5. Right-Sizing Recommendations ──────────────────────────── Current Recommended ───────────────────────────────────────────────── AKS: 10x D4s_v3 (underutilized) → 6x D4s_v3 + 4x D2s_v3 PostgreSQL: 32 vCores (20% use) → 16 vCores + autoscale Redis: P2 (13GB, 30% use) → P1 (6GB) + scale on demand

Monitoring Stack - Three Pillars of Observability ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Application Components │ │ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ │ │ API │ │ Web │ │ Workers │ │ AI │ │Database│ │ Cache │ │ │ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ └────┬────┘ │ └───────┼───────────┼───────────┼───────────┼───────────┼───────────┼─────────────┘ │ │ │ │ │ │ └───────────┴───────────┴─────┬─────┴───────────┴───────────┘ │ ┌─────────────────┼─────────────────┐ │ │ │ ┌──────▼──────┐ ┌──────▼──────┐ ┌──────▼──────┐ │ Metrics │ │ Logs │ │ Traces │ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ │ │ │ ┌───────────────▼─────────────────▼─────────────────▼───────────────┐ │ Data Collection Layer │ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Prometheus │ │ Fluentd/ │ │ OpenTelemetry│ │ │ │ Metrics │ │ Fluent Bit │ │ Collector │ │ │ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ │ └─────────┼──────────────────┼──────────────────┼───────────────────┘ │ │ │ ┌─────────▼──────────────────▼──────────────────▼──────────────────┐ │ Storage Layer │ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Azure Monitor│ │ Log Analytics│ │ Application │ │ │ │ Metrics │ │ Workspace │ │ Insights │ │ │ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ │ └─────────┼──────────────────┼──────────────────┼──────────────────┘ │ │ │ ┌─────────▼──────────────────▼──────────────────▼──────────────────┐ │ Visualization Layer │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Grafana │ │ │ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ │ │ │ │System │ │Business │ │Security │ │Custom │ │ │ │ │ │Dashboard │ │Dashboard │ │Dashboard │ │Dashboard │ │ │ │ │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Azure Dashboards │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ ┌─────────▼──────────────────▼──────────────────▼──────────────────┐ │ Alerting Layer │ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Alert Manager│ │ Azure Alerts │ │ PagerDuty │ │ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘ Key Metrics Collected: ───────────────────── Infrastructure Metrics: • CPU, Memory, Disk, Network utilization • Node health and availability • Pod status and restarts • Container resource usage Application Metrics: • Request rate, error rate, duration (RED) • API endpoint latency • Database query performance • Cache hit/miss ratios • Queue lengths and processing times Business Metrics: • User activity and engagement • Transaction volumes • Feature usage statistics • SLA compliance • Cost per transaction Alert Rules: ─────────── Critical (P1): • Service down > 1 minute • Error rate > 5% • Database unreachable • Security breach detected High (P2): • Response time > 2s • CPU > 90% for 5 minutes • Memory > 85% • Disk space < 10% Medium (P3): • Cache miss rate > 50% • Queue backlog > 1000 • Certificate expiry < 30 days