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背景介紹

虛擬私有云VPC作為天翼云最基礎的IaaS服務之一，是每個用戶上云都需要用到的產品。合理的網絡設計、有前瞻性的網絡規劃、充分的網絡安全考量能夠極大的便利您在天翼云上使用部署業務，降低業務運行和擴展面臨的潛在網絡問題。以下是一份單資源池、單VPC云網絡架構設計指南，涵蓋規劃、部署、安全及優化關鍵點。本文適用于虛擬私有云的可用區資源池，不同資源池列表見產品簡介-資源池區別頁面，實際情況以控制臺展現為準。

設計目標

1. 簡單高效：通過單一VPC滿足單資源池業務需求，降低復雜度。

2. 安全隔離：通過子網分層、安全組實現內部資源隔離。

3. 高可用性：多可用區部署關鍵服務，避免單點故障。

4. 可擴展性：預留IP地址空間，支持未來擴展業務。

基礎架構組件

網絡架構設計步驟

1. VPC與子網規劃

   1. CIDR分配

      1. 建議使用較大私有地址段（如 10.0.0.0/8），按業務分層劃分子網

      2. Web層子網：10.0.1.0/24（公網子網，能夠訪問公網） 

      3. 應用層子網：10.0.2.0/24（私網子網，僅能進行內網訪問） 

      4. 數據庫子網：10.0.3.0/24（私網子網，嚴格隔離）  

2. 路由表配置

   1. 公網子網路由表：默認路由指向NAT網關（用于出向互聯網訪問）。

   2. 私網子網路由表：僅保留VPC內網路由，禁止直接訪問公網。

3. 安全策略設計

   1. 安全組規則

      1. Web層安全組：僅開放80/443端口給公網，限制內網訪問應用層端口（如8080）

      2. 數據庫安全組：僅允許應用層子網IP訪問3306（MySQL）或5432（PostgreSQL）等。

   2. 網絡ACL

      1. 入站規則：按需限制來源IP（如僅允許企業辦公網段）。

      2. 出站規則：禁止私有子網直接訪問公網。

4. 網絡連接與高可用

   1. 互聯網訪問

      1. 在VPC中部署NAT網關，通過彈性IP，作為私有子網訪問外網的唯一出口。  

      2. 對于需要接入公網的私有子網，通過NAT網關配置SNAT、DNAT規則管理VPC與公網互通。

   2. 跨可用區負載均衡

      1. 每個子網部署云主機跨2個可用區部署。

      2. 使用天翼云彈性負載均衡（CT-ELB），將流量分發至處于不同可用區的主機實例。

      3. 配置負載均衡健康檢查，自動剔除故障節點。

   3. 跨可用區冗余：關鍵服務（如數據庫、中間件）部署在多個可用區，通過主從復制保持數據同步。

典型架構圖

安全增強措施

1. 數據加密

   1. 使用SSL/TLS加密公網傳輸流量（如HTTPS）

   2. 數據庫啟用透明數據加密（TDE）和天翼云KMS服務

2. 安全防護

   1. 根據業務情況使用天翼云提供的安全產品進行公網防護。

成本優化建議

1. 按需分配公網IP：公網流量通過NAT網關共享出口，僅對必須暴露的服務使用獨享的彈性IP（需要為云主機所在的子網配置指向IPv4網關的默認路由）。

2. 合理選擇帶寬：

   1. 優先使用共享帶寬降低彈性IP帶寬成本。

   2. 根據業務峰谷情況選擇彈性IP的固定帶寬或按流量計費模式。 

3. 清理閑置資源：定期刪除未使用的EIP、安全組、路由表等資源。  

運維與監控

1. 自動化部署：使用天翼云原生API實現VPC、子網、安全組等資源的自動化編排。

2. 監控告警：配置云監控對使用的云資源進行告警，重點關注以下指標：

   1. 彈性IP、共享帶寬網絡出入帶寬利用

   2. NAT網關并發連接數

   3. 彈性負載均衡健康/異常后端主機數

常見問題規避

1. IP地址耗盡：預留至少20%的IP空間（如使用/16的VPC，按/24劃分子網）。  如果出現VPC地址不足的情況，可以通過為VPC增加擴展網段的方式，擴容地址。

2. 安全組配置錯誤：遵循最小權限原則，禁止開放0.0.0.0/0到高危端口（如22、3389）。  

3. 單可用區風險：確保關鍵服務（如數據庫）部署在至少2個可用區。  

通過以上設計，可在天翼云單地域單VPC環境下構建安全、高可用且易于擴展的網絡架構，適用于中小型企業或獨立業務系統。