云网络基础:VPC、子网、路由表、NAT网关、VPN与专线

聊跨云数据布局,第一个绕不开的就是网络基础。很多朋友一上来就盯着存储和计算,结果数据搬过去才发现网络不通,或者带宽费用高得吓人。我个人的习惯是,先花半天把网络拓扑理清楚,后面能省下好几天的排查时间。

说白了,云网络就是你在云上搭的一套虚拟局域网。你得知道怎么划分子网、怎么控制流量、怎么连到你的办公室或其它云。这一章我们就把这些基础组件过一遍,重点放在它们跟成本的关系上。

核心观点:网络架构直接决定数据传输路径,而路径又决定了流量费用。选错一个网关,每月多花几千块很正常。

2.1 VPC:你的云上专属网络

VPC(Virtual Private Cloud)就是你在云上的一块私有网络空间。你可以把它理解成云上的一个独立机房,里面所有的资源都在这个逻辑隔离的网络里跑。

每个VPC都有一个CIDR地址段,比如 10.0.0.0/16。这个段决定了你能用多少IP。我见过不少团队一开始图省事,直接用了 /16,结果后面要跟其他VPC或本地网络做互通时,发现地址重叠了,那叫一个头疼。

避坑指南:我曾经在一个项目中,因为VPC的CIDR跟公司内网冲突,导致VPN建连后路由混乱,最后不得不重建VPC。所以,规划VPC网段时,一定要跟现有网络错开。

2.2 子网:把VPC切小块

VPC划好了,你还得在里面切子网。子网是VPC下的二级网络单元,每个子网也必须绑定一个CIDR块,而且不能跟VPC内的其他子网重叠。

子网通常按用途来分:

  • 公有子网:挂载了互联网网关,里面的资源可以直接访问外网。适合放负载均衡器、堡垒机。
  • 私有子网:没有直连互联网网关,资源只能内部访问。适合放数据库、应用服务器。

你想想看,如果把数据库放在公有子网里,虽然也能加安全组限制,但暴露面大了很多,而且公网流量费用也高。我建议数据库和缓存这类服务,一律放私有子网。

子网类型 互联网访问 典型用途 成本影响
公有子网 是(通过IGW) 负载均衡、堡垒机、NAT网关 公网流量费较高
私有子网 否(需NAT) 应用服务器、数据库、缓存 无公网流量费,仅内网流量

2.3 路由表:流量往哪走

子网建好了,流量怎么走?靠路由表。每个子网都必须关联一张路由表,里面定义了目标网段和下一跳。

举个例子,你的私有子网要访问外网,路由表里就得有一条:

目标:0.0.0.0/0
下一跳:NAT网关的ID

如果是跨VPC通信,下一跳就是对等连接或中转网关。我记得有一次排查一个跨云延迟问题,查了半天发现是路由表里少了一条指向专线的路由,导致流量走了公网,延迟直接翻倍。

小技巧:路由表是免费的,但路由条目配错了,流量可能绕远路,产生额外费用。每次改路由前,先模拟一下路径。

2.4 NAT网关:私有子网的“外挂”

私有子网里的机器没有公网IP,怎么访问外网?靠NAT网关。它部署在公有子网里,帮私有子网的机器做源地址转换。

NAT网关是按使用量收费的,包括两部分:

  • 小时费:不管用不用,只要创建了就计费。
  • 流量费:处理的数据量,每GB多少钱。

这里有个坑:NAT网关的流量费通常比普通ECS的公网带宽贵。我建议,如果私有子网里的机器只是偶尔更新一下软件包,可以搭一个自建的NAT实例(比如用一台小规格ECS做转发),成本能降不少。当然,自建的要考虑高可用,不然挂了就全连不上了。

注意:NAT网关不支持端口映射,也不支持主动从外网访问内部。如果你需要对外提供服务,还是得用负载均衡器。

2.5 VPN与专线:连接你的地盘

跨云数据布局,免不了要把不同云的网络连起来,或者连回公司。这时候就要用到VPN或专线。

2.5.1 VPN:便宜但看天吃饭

VPN基于互联网建立加密隧道。优点是便宜,配置也简单。缺点嘛,延迟和稳定性受公网影响。我做过一个测试,某云到另一云的VPN,高峰期丢包率能到3%,对数据库同步来说基本不可用。

VPN适合的场景:

  • 开发测试环境的数据同步
  • 对延迟不敏感的管理流量
  • 作为专线的备份链路

2.5.2 专线:稳定但贵

专线是通过运营商的物理光纤,直接连到云机房。延迟低、带宽稳定、不经过公网。但价格也摆在那,起步就是几千块一个月,还得签合同。

专线适合的场景:

  • 核心业务数据库的主备同步
  • 实时性要求高的跨云调用
  • 大容量数据迁移
对比项 VPN 专线
成本 低(按流量或带宽) 高(固定月租+初装费)
延迟 较高(受公网影响) 低且稳定
带宽 共享公网带宽 独享物理带宽
可靠性 99%左右 99.95%以上
部署周期 小时级 周级到月级
我的建议:如果预算允许,用专线做主链路,VPN做备份。这样既保证了核心业务的稳定性,又不会因为专线故障导致全盘瘫痪。

2.6 本章知识体系总览

下面这张图把本章的核心组件和它们的关系串起来了。你可以看到流量从私有子网到外网、从VPC到本地数据中心是怎么走的。

云网络基础组件关系图 云网络基础组件关系图 VPC (10.0.0.0/16) 公有子网 (10.0.1.0/24) 互联网网关 NAT网关 负载均衡 私有子网 (10.0.2.0/24) 应用服务器 数据库 路由表 0.0.0.0/0 → NAT网关 访问外网 连接外部:VPN(低成本/低可靠) vs 专线(高成本/高可靠) 从VPC到本地数据中心或其他云VPC

嗯,这张图基本把VPC、子网、路由表、NAT网关、VPN和专线的关系讲清楚了。你注意看,私有子网里的应用和数据库,通过路由表指向NAT网关才能访问外网;而跟外部网络的连接,则通过VPN或专线实现。

这一章的内容是后面所有跨云方案的基础。你把这些组件吃透了,后面聊数据同步、成本优化的时候,才能知道钱到底花在了哪里。