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业务需要全球部署?来看看企业级全球网络架构与解决方案

建站指南 dewbay 10个月前 (04-12) 198次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

企业级全球网络

业务需要全球部署?来看看企业级全球网络架构与解决方案

企业级网络首要的要求是自主可控,网段的规划、IP 地址的划分、公网的接入等相关的网络管理能力必须牢牢掌握在企业手内;第二个要求是稳定可靠,网络作为企业的基础设施,网络的稳定可靠关系到上层业务和服务的延续性和稳定;第三个要求是安全隔离,企业级网络必须做到安全、隔离,尤其在云端的网络和租户的隔离更加重要;第四个要求是高速互联,在全球化的背景下企业的业务面向的是全球的用户,不同地域部署的业务系统之间实现高速互联是非常重要的要求。

此外,目前企业上云是大势所趋,上云过程中,用户自建的 IDC 等基础设施和云端的连通也是需要考虑的问题。云计算时代,网络又增添了其他特性,如按需购买、即时交付、弹性伸缩。

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现在,企业的业务通常面向全球用户,此时需要建立全球的骨干网,实现业务多地部署、跨国部署、云上云下互联

典型场景与方案

场景一:自主可控的网络

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在云上经典网络中,用户是没有网络管理功能的,更做不到自主可控;尽管自建物理网络可以实现用户想要的功能,但成本很高。

通过在云上采用虚拟网络的方式,既解决了云上经典网络功能匮乏的问题,同时功能更多、更好、更快,成本也极大降低了。自主可控网络中较为重要的一点是可以进行网络规划,自主进行 IP 地址规划、自定义路由、公网访问;另外一个重要的功能是进行安全隔离,实现云上资源租户、生产与测试环境之间的隔离,以及访问控制。

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要实现自主可控的网络,阿里云给出的解决方案是 VPC。VPC 可以理解为一个网络容器,其中包含路由器、交换机,ECS、RDS、SLB 等云产品可以放在 VPC 这个容器内。VPC 的两大特性非常适应上述场景要求:首先,VPC 是安全隔离的网络,它是使用隧道技术二层隔离的网络,比三层隔离更为安全;其次,VPC 是可控的网络,用户可以通过 VPC 实现 IP 地址的规划、控制云资源访问的安全组以及控制公网出入。

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VPC 的原理是通过使用 SDN 的思想进行网络功能虚拟化,简单来说包括网络虚拟化和网元虚拟化,网络虚拟化是将物理网络进行封装,给每个用户一张独立的虚拟网络;网元虚拟化是将网络设备进行虚拟化,提供给用户在虚拟网络中使用。

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阿里云在 4 月 20 日深圳云栖大会上宣布云产品全面进入 VPC 时代,新用户后续只能购买 VPC 类型的云资源,此外阿里云云产品 95%的云产品都接入到 VPC。从业内来看,目前主要的云服务商提供了 VPC,并且大部分不再提供经典的网络,如 AWS。

为了打消用户使用 VPC 时可能会存在其他方面的顾虑,阿里云提供了 Default VPC,小白用户也能使用 VPC 内的云资源,同时系统会自动为用户建立 VPC 和 VSwitch;同时阿里云产品 95%都接入了 VPC,因此使用者可以大胆地使用 VPC,无需担心 VPC 与其他产品不匹配的问题。

场景二:VPC 中访问云产品

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VPC 中访问云产品有两种访问方式:

  • 用户私有 IP 访问,用户是以自己 VPC 内的一个私网 IP 访问云产品,例如用户 A 的 VPC 地址段是 192.168.1.0/24,用户可使用 192.168.1.1 作为其 RDS 的 IP,这种方式一般适用于实例型云产品,如 RDS、SLB 等;
  • 公共 IP 访问,一个 Region 内所有用户的 VPC 都是使用同一个 IP 访问云产品,例如北京的所有 VPC 都使用 100.100.18.8 这个 IP 访问 OSS 服务,这种方式适用于非实例型云产品。

场景三:公网出入

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VPC 是一个隔离的私有网络,默认情况下外网是无法与内网进行通信的。阿里云提供了三款产品用于 VPC 控制公网出入:弹性公网 IP、负载均衡、NAT 网关。

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上图架构中最左侧是弹性公网 IP,它是一个独立的产品,用户可以将其绑定到 VPC 网络中的 ECS 上,之后该 ECS 就具备了被公网访问和出公网的能力。它的使用方法最为简单,但只能绑定到一个 ECS 上,当 VPC 网络中 ECS 数量较少建议使用;此外,当 ECS 不想被公网访问和出公网时,只需解绑弹性公网 IP 即可。

架构中间部分是负载均衡,它可以将入流量分流到后端的不同 ECS 上,它只提供入的方向,不提供出的方向,其核心在于流量的负载均衡。

架构中最右侧的是 NAT 网关,首先,它可以提供入方向的访问能力(DNAT),通过 NAT 网关 DNAT 功能的 IP 映射方式实现,将一个公网 IP 映射给一个 ECS 独占使用;当然,用户可以在 NAT 网关上开多个端口,例如 80 端口投递到 ECS1,90 端口投递到 ECS2 上。NAT 网关还提供了 SNAT 功能,可以是 VPC 中的 ECS 通过 NAT 网关出到公网。此外,NAT 网关上的公网 IP 以共享带宽包形式封装,支持多 IP 共享共享带宽,优化采购成本、提高带宽使用率和灵活性。

场景四:私网互联

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当企业需要多地域部署、跨国部署时,在不同地域之间需要稳定可靠的私网互联的环境;此外,云上的 VPC 网络和云下自建 IDC 机房的互联互通也是企业必须要解决的问题。

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为了应对私网互联的场景,阿里云提供了高速通道的产品解决方案。高速通道要解决的核心问题包括两点:第一是云上 VPC 互通;第二是 VPC 和云下 IDC 互通。

对于 VPC 私网互通,高速通道产品可以让用户在同账号和跨账号的情况都可用;此外,它还支持同地域和跨地域的 VPC 之间互联互通;同时,它的操作十分简单,只需简单的 6 步就可以完成地域专线搭建;传输速度也非常快,同地域内延迟小于 3 毫秒,不同地域间延迟小于 55 毫秒。

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上图显示的是杭州到美国的跨国私网互通的具体延迟参数。杭州到美国的延迟正常情况下是 200-300 毫秒甚至更多,并且不是每一家企业都具备搭建从美国到中国专线的能力。通过使用阿里云高速通道产品,可以将延迟降低到 126 毫秒,而且能做到即时开通,极大方便了企业的跨国业务。

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云上 VPC 和云下的 IDC 机房构成了混合云架构,两者之间互通的接入方式有两种:

  • 自主专线接入,用户自行寻找运营商,自主付费从阿里云 VPC 接入点拉专线接通到 IDC 机房;
  • 通过合作伙伴接入,用户只需要将专线拉通到阿里云合作伙伴接入点,通过合作伙伴转接到阿里云 VPC 接入点。

典型案例

接下来分享两个典型的案例,第一个案例是新浪微博的混合云。

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新浪微博在 2016 年除夕,讨论春晚的微博达到 5291 万条;抢微博红包超过 8 亿次,其中超过 1 亿人抢到红包。

支撑这些庞大数据的背后是新浪微博的混合云架构,它在云上配置了多个 VPC 和几千台 ECS;同时,微博自建的 IDC 通过高速通道专线接入阿里云 VPC,建立混合云架构;实现云上云下系统频繁调用。通过使用混合云,大大降低了峰值带来的成本;其次实现完美弹性,平时在 1G 左右,峰值活动时升至 10G;并且这种混合云架构,大大降低了新浪微博系统改造成本。

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另外一个案例是某视频直播 APP 跨国部署场景,该公司在华北和美西部署了跨国业务,在两地都使用 VPC。该公司通过高速通道构建了中美跨国专线,通过小带宽实现(弹性低成本),进行系统的预演,前期测试等;在正式生产时,采用 G 级别的跨国生产专线,满足业务需求,延迟稳定在 126 毫秒左右。

总结

通过 VPC 专有网络,用户可以搭建云上自主可控的网络,自定分配 IP 地址段、网络规划、子网划分、公网控制、安全控制等;同时,通过使用 VPC,用户可以实现云上安全隔离的网络;此外,用户还拥有了更强大的网络功能基础,如带宽包、弹性部署等。

在公网出入控制方面,阿里云提供了 EIP、NAT 网关、负载均衡控三类产品;此外,阿里云提供的高速通道可以帮助用户实现跨地域/国 VPC 之间私网互通以及实现云上 VPC 与云下 IDC 机房互通的混合云架构。通过这些网络产品,将阿里巴巴拥有全球骨干网的基础设施共享给用户,让用户具备构建企业级全球网络架构能力。


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