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混合云组网的问题与挑战

企业报道  2019-04-22 12:00:04 阅读:

  关键字:智恒科技 SD-WAN 混合云组网 IPSEC 跨云组网 分支互联

  前言

  企业业务的急剧扩展用云量也持续增长,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各种通“网”需求?通常会遇到以下几种场景问题:

  多云网络互通问题

  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,增加维护复杂度。快,敏捷将是难以实现的。

  企业IDC和云网络互通问题

  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各种限制。

  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,较高的支出和企业的业务发展难以平衡。

  客户端远程接入问题

  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、ERP、OA等。需要安装客户端的方案,加大了实施难度。

  混合云组网的实现

  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?智恒科技提出了一种SD-WAN全自动化实现方案。

  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?我们采用了一种自动化SD-WAN实现方案。

  从图中可以看出,我们采用了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。

  从图中可以看出,我们采用了 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。组网自动化方案用到了几个组件:

  1)VPN容器(纯软)

  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(纯软)

  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(无需安装)

  隧道管理;

  用户管理;

  数据可视化。

  各组件连接关系如下图:

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  结束语

  SD-WAN自动化组网的价值

  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,而不是网络基础设施的组网等复杂操作。

  降低成本:通过成熟的Internet获得专线的用户体验,节省90%以上的支出。


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