如何解决混合云组网难题?

Accesshub发表于:2018年08月07日 17:50:18更新于:2018年08月07日 17:51:56

1.       混合云组网的问题与挑战

企业用云量持续增长。随着时间的推移,逐渐形成了混合云架构。混合云架构如何解决通“网”需求?

1.1  多云网络互通

常见的组网方案有:用户自建VPN网关,使用加密隧道连接。但会带来以下问题:

1)     配置复杂,维护成本高

例如,将阿里云北京的VPC资源接入AWS新加坡的VPC。通常我们使用VPN软件解决,但通过繁琐的CLI在不同的云服务商实施不同的部署工作流,会造成在基础设施上花费太多的精力。

2)     网络结构臃肿,失去灵活性。

业务需求是更快的发布应用程序。拼凑使用多种连接方式组网,会使网络架构臃肿,增加复杂度。快,敏捷将是难以实现的。

1.2 企业和云网络互通

常见的组网方案有:云专线。 但也会带来以下问题:

1)     受服务商约束,需要改动网络。

例如,将阿里云北京,腾讯云深圳的VPC基础设施接入到北京的数据中心。云专线连接方式依赖服务商,需要在用户侧部署接入设备,花费几天或几周的时间改动网络。由于涉及到专线服务商,运营商,云服务商多方面配合,在资源协同,线路选择方面通常会有限制。

2)     高昂的组网成本,限制企业通网。

云专线每年支出在数十万级。创业公司没有大企业的资源优势,较高的支出,显然不符合需求。

1.3  客户端远程接入

常见的组网方案有:OpenVPN。 但也会带来以下问题:

1)     多用户多VPC环境,繁琐的证书管理。

每个VPC中都部署OpenVPN服务器会导致繁琐的证书管理。如果您有超过10个用户和多个VPC,则客户端证书管理和OpenVPN配置维护可能成为一项重大挑战。

2)     需要安装客户端。

对于大多数技术人员,OpenVPN使用上没有门槛,但接入系统有可能需要开放给非技术人员使用,例如,销售使用VPN访问内网中的CRM。需要安装客户端的方案,加大了实施难度。

2.    混合云组网的实现思路

如何能减少网络改动,低成本快速组网,同时简化VPN隧道的创建,删除和管理?我们探索出了一种自动化实现方案。 

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从图中可以看出,我们参考了SDN软件架构设计,将VPN网关抽象出来逻辑分层,实现集中管理。

2.1 组网自动化方案的组件

1)     VPN容器

运行在VPC或用户侧网络的主机上;

处理VPN通道(IPSec加密)流量;

通过WebSocket与控制器连接。

2)     控制器

通过Restful API完成指定隧道的创建,删除,管理;

通过云服务商网络API完成VPC的路由配置;

通过Restful API与Web Client通信。

3)     Web Client

隧道管理;

用户管理;

数据可视化。

各组件连接关系如下图:

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2.2 对等连接的过程及其实现

1)     用户在管理界面点击需要互通的网络,Web Client向控制器发送创建连接请求,控制器向指定VPN容器下发IPSec配置,同时在VPC路由表添加到达对端网络的路由条目。配置完成后拉起隧道,两端网络完成互通。

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2)     如果遇到两端网络VPC CIDR冲突的情况,可以通过管理界面修改指定连接的CIDR,Web Client向控制器发送修改CIDR请求,控制器向VPN容器下发新的IPSec配置,同时更新VPC路由条目。完成后重新拉起隧道。

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3)     通过界面,可以集中管理所有VPN容器以及隧道。如果网络环境发生变化,例如云服务器的公网IP变更,监控服务会通知容器自动更新IPSec配置,同时更新VPC路由条目,重新拉起隧道。

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以上就是系统的工作原理。从中我们可以看出,系统已经很好地解决了传统连接方式所遇到的问题:

1)     控制器通过VPN容器API接口完成IPSec连接配置,使用云服务商网络API接口完成VPC路由配置,从而实现了自动化。这种设计的优势在于可以消除复杂度,不需要网络工程师,任何人都可以运行。

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2)     对于用户侧网络和云网络互通需求,由运行在用户侧主机上的VPN容器向运行在云网络的VPN容器发起IPSec连接,这样设计是为了避免对企业网络进行改动,减少对硬件设备的依赖。由于不需要在企业用户侧开放端口,可以适应直接路由,NAT,Proxy等主流的互联网接入方式。

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3)     采用容器化的部署方式,将企业边界软化,不需要在用户侧网络部署CPE设备,不需要配置公有云边界路由器。由于采用了集中管理,分布运行的设计,可以满足随处运行,可持续升级的需求。

2.3 客户端远程接入的过程及实现

1)     管理员可以手动添加用户,也可以使用邀请注册的方式导入用户,将注册地址,注册码分发给团队成员。用户登记邮箱,密码,手机号,注册码完成账号注册。如果有LDAP环境,还可以使用系统的LDAP自动同步功能,对接LDAP服务器,周期性自动更新账号信息。

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2)     账号生效后,用户不需要安装客户端,直接使用macOS,Windows,iOS,Android,Linux原生VPN客户端即可接入。VPN类型为使用预共享密钥的L2TP/IPSec。

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3)     如果用户需要重置密码,可前往自助IT服务页面自行重置密码,就像重设邮箱密码一样简单。

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以上就是客户端接入的流程。从中我们可以看出,系统已经很好地解决了OpenVPN所遇到的问题:

1)     使用预共享密钥的接入方式。这样设计是为了避免维护客户端证书,同时还能直接使用操作系统原生VPN客户端,不需要用户再额外安装VPN客户端。好处是降低了使用门槛,降低了实施难度,使得适应更多的应用场景,适应更多用户群。

2)     提供多种用户导入方式。这样设计是为了兼容企业的IT环境。管理员可以手动添加用户,或者使用邀请注册的方式导入团队成员。还可以通过系统的LDAP自动同步功能,自动更新账号。

3)     通过管理界面,可以集中管理所有VPN容器以及用户。为用户提供密码重置,接入配置指南等自助式IT服务界面。管理员无须介入,降低IT服务成本。

3.    自动化组网的价值

VPN组网自动化方案解决了几个问题:

快速组网:使用IPSec VPN连接基础设施,在多云,企业与云之间建立任意互联。在几分钟内,将资源连接到任何位置。

网络改动少:适应原有网络,无需部署硬件,不需要对原有网络进行改动。

使用简单:消除复杂度,用全点击式操作取代CLI手动配置,不需要网络工程师,任何人都可以组网通网。

实施简单:使用操作系统原生客户端即可接入,不需要管理证书。

提高效率:集成云服务商API实现组网自动化。让用户专注于核心业务,而不是基础设施。

降低成本:通过廉价的Internet获得近似专线的特性,节省90%的通网支出。

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