基于 AWS 的企业 IT 网络架构

背景

自 2006 年 Amazon.com 推出 S3 服务以来，云计算市场已经发展了十多年。越来越多的开发者，初创公司和企业开始拥抱云计算。AWS 的云服务给企业赋能：敏捷业务开发，按需供给 IT 资源，优化 IT 成本，加速创新，并让快速全球部署成为可能[1]。

目前已经有很多企业客户采取了尽在云端或云优先的策略，把基础架构全部或大部分迁移到 AWS 云端。典型的架构是这样的：

很多承担业务负载的基础设施已经或正在从传统的 IDC 迁移到 AWS 云上。那么，企业自身的 IT 需求是否一样能享受 AWS 云的好处呢？在可预期的将来，云服务将像电一样成为标准的公共服务，IT 和业务基础设施全部在云端会变成趋势。企业的基础设施架构会变成下图的样子。

AWS Marketplace[2]已经在北京和宁夏区域上线。它提供了数量庞大的来自 AWS 合作伙伴的产品，包括安全、网络、存储、开发运营等等许多门类。购买，管理和部署这些软件变得像从应用市场下载一个 APP 到手机上一样简单。

对企业来说，上云能降低 IT 运维的压力。AWS Marketplace 进一步赋能，简化了管理和部署 IT 商业软件的过程。

接下来，我将展示 IT 上云的可能的几种基础架构形式。

基于虚拟桌面的解决方案

AWS 的虚拟桌面服务 WorkSpaces[3]已经在宁夏区域推出。企业可以在几分钟内预置桌面并快速扩展。WorkSpaces 消除了管理和运维虚拟桌面基础设施的复杂性，比传统的虚拟桌面方案更节省成本。

用户通过客户端（Mac，Windows，平板，甚至支持 Chrome 或 Firefox 的瘦客户端）远程登陆到 WorkSpaces，然后从这里访问云上的 IT 服务，或通过云端的出口访问 Internet。

基于 Proxy 的解决方案

有些企业可能暂时还不能把一些 IT 资源迁移到云上（比如目录服务等·），或者 IT 上云处于评估阶段。这种情况下，部分 IT 基础设施部署在云端，最终用户的终端仍然在办公室，采用 IT 的混合架构。

由于 VPC 的安全保护机制[4]，网络流量的源 IP 地址或目标 IP 地址两者之一必须是 VPC 内部的有效 IP****地址，否则流量包将被丢弃。这样，来自企业的网络流量路由到云上再通过云上的网络出口访问 Internet 是不可行的。

解决办法就是把这个流量拆分成两部分：把来自企业的流量的目标 IP 地址变成 VPC 的有效地址，同时把流向 Internet 流量的源地址变成 VPC 的有效 IP 地址。

通常用设置代理服务器的方法就能实现这种流量拆分，不过代理服务器可能会有安全性和兼容性上的问题，有些客户端程序可能不支持代理服务器。它不能支持纯三层流量的代理，做高可用的方案会比较复杂。

隧道+NAT 方案

还有一种方案是结合隧道和 NAT 转换，通过隧道的方式把真实的目标 IP 地址封装起来，并在云上的软路由器内完成源地址的 NAT 转换。

接下来，我将在一个实验环境中对这个方案的细节进行展示。

隧道+NAT 方案实验配置

在这个实验里，AWS 北京区域用来模拟企业的物理 IDC，AWS 宁夏区域作为云，两个区域通过 VPC 对等[5]连接。北京区域的 client 要通过 VPC 对等连接到宁夏区域，并通过宁夏区域的 Internet 网关(IGW)访问 Internet。

实验中用到北京区的 2 个私有子网(无指向 IGW 的默认路由)，宁夏区的 1 个公有子网(默认路由指向 IGW)。每个子网内各有一台可突增性能[6]的 T2.micro 类型的 EC2 实例，其中，router-inside 和 router-outside 在本实验中作为软件路由器，安装了 AWS Market Place 上的合作伙伴提供的镜像 VyOS[7]。VyOS 是一个基于 Linux 的开源的网络操作系统，支持基于软件的网络路由，防火墙和 VPN 等功能。

下图是 IP 包的源地址和目标地址在传输过程中的变化示意图。

对于 router-inside 来说，它要做 IP 包转发，因此 EC2 设置中要禁用源/目标检查[8]。

对于 router-outside 来说，如果不做源地址 NAT 则流量会被丢弃。因为 IP 包的源地址不是宁夏区 VPC 内部的地址，目标地址也不是宁夏区 VPC 内部的地址。

宁夏区这里不能用 NAT Gateway 代替路由器的 NAT，因为它只对源地址属于本 VPC 的 IP 包进行地址转换[9]。

配置完成后，下一步是登陆到 client 来进行验证。因为 client 处于私有子网，不能直接登陆，需要从公有子网的一台实例跳转登陆。

在 client 上执行 traceroute，可以看到 IP 包经过 router-inside 和 router-outside，然后通过宁夏区的 IGW 传向 Internet。

下面是两个软路由器的详细设置：

Bash

vyos@router-inside:~$ show confinterfaces {    ethernet eth0 {        address dhcp    }    tunnel tun0 {        address 192.168.254.1/30        encapsulation gre        local-ip 192.168.4.195        remote-ip 172.31.22.79    }}protocols {    static {        route 0.0.0.0/0 {            next-hop 192.168.254.2 {            }        }        route 172.31.0.0/16 {            next-hop 192.168.4.1 {            }        }        route 192.168.0.0/21 {            next-hop 192.168.4.1 {            }        }    }}system {    host-name router-inside}vyos@router-inside:~$

默认路由的下一跳是 GRE 隧道对端的 IP 地址 192.168.254.2，由路由器控制。

到北京 VPC 和宁夏 VPC 网段的下一跳是路由器 router-inside 所在子网(192.168.4.0/24)的默认网关 192.168.4.1，由 VPC 控制。

Bash

vyos@router-outside:~$ show confinterfaces {    ethernet eth0 {        address dhcp    }    tunnel tun0 {        address 192.168.254.2/30        encapsulation gre        local-ip 172.31.22.79        remote-ip 192.168.4.195    }}nat {    source {        rule 100 {            outbound-interface eth0            source {                address 192.168.0.0/16            }            translation {                address masquerade            }        }    }}protocols {    static {        route 192.168.0.0/21 {            next-hop 192.168.254.1 {            }        }        route 192.168.4.195/32 {            next-hop 172.31.16.1 {            }        }    }}system {    host-name router-outside}vyos@router-outside:~$

对所有来自北京 VPC 的 IP 包进行了源地址 NAT，变成路由器的接口地址。

到北京 VPC 网段的下一跳是 GRE 隧道对端的 IP 地址 192.168.254.1，由路由器控制。

到路由器 router-inside 的下一跳是路由器 router-outside 所在子网(172.31.16.0/20)的默认网关 172.31.16.1，由 VPC 控制。

总结

本文介绍了企业通过 AWS 云构建 IT 基础环境的 3 种方法，并对基于隧道+NAT 的方法给出了利用 AWS Market Place 上的 VyOS 镜像进行实验的配置方法。

参考资料

1. https://infrastructure.aws/
   

2. https://www.amazonaws.cn/marketplace/help/
   

3. https://www.amazonaws.cn/workspaces/
   

4. https://aws.amazon.com/answers/networking/vpc-security-capabilities/
   

5. https://docs.amazonaws.cn/vpc/latest/peering/what-is-vpc-peering.html
   

6. https://docs.amazonaws.cn/AWSEC2/latest/UserGuide/burstable-credits-baseline-concepts.html
   

7. https://vyos.readthedocs.io/en/latest/about.html
   

8. https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/vpc/latest/userguide/VPC_NAT_Instance.html#EIP_Disable_SrcDestCheck
   

9. https://docs.aws.amazon.com/vpc/latest/userguide/vpc-nat-gateway.html
   

作者介绍：

### [](https://amazonaws-china.com/cn/blogs/china/tag/%E5%96%BB%E4%BA%AE/)
AWS解决方案架构师，负责AWS云计算方案的咨询、设计和架构评估。在运维，DevOPS和DBA方面有十余年经验，目前侧重于大数据领域的研究。

本文转载自 AWS 技术博客。

原文链接：https://amazonaws-china.com/cn/blogs/china/enterprise-it-network-architecture-based-on-aws/