一、引言
在数字化转型的浪潮中,企业对于数据的处理和存储需求日益增长。本地数据中心承着企业重要的业务数据和应用系统,而天翼云凭借其大的计算、存储和网络能力,为企业提供了更灵活、高效的资源扩展途径。将天翼云 VPC(虚拟私有云)与本地数据中心通过 IPsec VPN 进行对接,能够实现两者之间安全、稳定的网络通信,构建混合云架构,充分发挥本地数据中心与云服务的优势。本指南将详细介绍如何进行天翼云 VPC 与本地数据中心 IPsec VPN 对接的部署,帮助企业顺利实现混合云网络的搭建。
二、对接部署前的准备
(一)了解相关概念
天翼云 VPC:是天翼云提供的逻辑隔离的网络环境,用户可以在其中自由定义子网、路由表、安全组等网络资源,灵活构建自己的云网络架构,为云主机、数据库等云资源提供网络支撑。
本地数据中心:企业自行建设和维护的数据处理和存储中心,包含服务器、存储设备、网络设备等,运行着企业关键的业务系统和存储着核心数据。
IPsec VPN:采用 IPsec 协议实现的虚拟专用网络技术,能够在不可信的网络(如互联网)上建立安全、加密的通信隧道,保障数据在传输过程中的保密性、完整性和真实性。它通过对 IP 数据包进行加密和认证,防止数据被窃取、篡改和伪造,确保网络通信的安全。
(二)确认网络信息
本地数据中心网络信息
明确本地数据中心的内部网络段,包括各个子网的详细范围。例如,企业内部办公网络可能为 192.168.1.0/24,生产业务网络可能为 172.16.0.0/16 等。这些段将用于后续与天翼云 VPC 网络进行路由规划和对接配置。
确定本地数据中心出口设备(如防火墙、路由器)的公网 IP 。若本地数据中心使用动态公网 IP,需要确认获取公网 IP 的方式以及是否有相应的动态域名解析服务,以便在 IPsec VPN 配置中能够准确指定对端。
天翼云 VPC 网络信息
登录天翼云控制台,查看已创建的 VPC 的相关信息,包括 VPC 的 ID、所属地域等。
明确 VPC 内的子网划分情况,每个子网的范围、网关等信息。同时,记录下 VPC 的路由表配置,了解当前 VPC 内的网络流量转发规则。
确定需要与本地数据中心对接的云资源(如云主机、云数据库等)所在的子网及 IP ,以便后续配置安全组规则允许相关流量通过。
(三)准备设备与账号
本地设备:确保本地数据中心出口设备支持 IPsec VPN 功能,并已进行基本的网络配置,如接口 IP 设置、路由配置等。常见的支持 IPsec VPN 的设备有防火墙、路由器等,不同品牌和型号的设备在配置方式上可能略有差异,但基本原理相同。
天翼云账号:拥有有效的天翼云账号,并具备对 VPC 及相关资源进行配置和管理的权限。若涉及多个人员协作部署,需确保各人员账号权限分配合理,能够完成各自负责的配置任务。
三、对接部署流程
(一)在天翼云 VPC 中配置相关资源
创建 VPC 及子网
若尚未创建 VPC,登录天翼云控制台,进入 VPC 服务页面,点击 “创建 VPC” 按钮。
在弹出的创建 VPC 窗口中,填写 VPC 名称、选择所属地域、输入 VPC 的范围(例如 10.0.0.0/16),并根据实际需求选择是否开启 DHCP 服务。点击 “确定” 完成 VPC 的创建。
接着,在已创建的 VPC 下创建子网。点击 VPC 名称进入 VPC 详情页面,选择 “子网” 标签页,点击 “创建子网”。填写子网名称、选择子网所属的可用区、输入子网范围(例如 10.0.1.0/24),并设置子网网关等信息。注意子网范围不能与本地数据中心内部网络段冲突。
配置安全组规则
进入天翼云安全组管理页面,找到与要对接的 VPC 关联的安全组。若不存在合适的安全组,需创建新的安全组。
点击安全组名称进入安全组详情页面,在 “入方向规则” 中添加允许本地数据中心网络访问 VPC 内相关资源的规则。例如,若本地数据中心网络段为 192.168.1.0/24,要允许该网络访问 VPC 内云主机的 SSH(22 端口)和 HTTP(80 端口)服务,则添加两条规则,源分别为 192.168.1.0/24,协议端口分别为 TCP:22 和 TCP:80。
在 “出方向规则” 中,确保有允许 VPC 内资源访问本地数据中心网络的规则,目的设置为本地数据中心网络段。
(二)在本地数据中心出口设备上配置 IPsec VPN
基本网络配置检查
登录本地数据中心出口设备的管理界面(如防火墙的 Web 界面或路由器的命令行界面),检查设备的接口 IP 配置是否正确,确保设备能够正常连接到互联网。
查看设备的路由表,确认本地数据中心内部网络到出口设备的路由以及出口设备到互联网的路由配置无误,保证网络流量能够正确转发。
IPsec VPN 配置
进入 IPsec VPN 配置模块,不同设备的进入方式有所不同。以常见的防火墙为例,可能在 “VPN 设置” 或 “安全隧道” 等菜单下找到 IPsec VPN 配置入口。
创建 IPsec 策略:
定义对端网关,即天翼云 VPC 的 VPN 网关公网 IP 。若天翼云提供的是动态 VPN 网关,需按照天翼云的相关说明进行配置,可能涉及到动态域名解析等操作。
设置本地身份标识,一般可以选择本地出口设备的公网 IP 。对端身份标识设置为天翼云 VPC 的 VPN 网关标识,具体标识形式根据天翼云的要求确定,可能是 IP 或其他特定标识。
选择加密算法和认证算法。常见的加密算法有 AES(如 AES - 128、AES - 256)等,认证算法有 MD5、SHA1、SHA256 等。建议选择安全性较高的算法组合,如 AES - 256 + SHA256,以保障数据传输的安全。
配置预共享密钥:设置一个双方都知晓的预共享密钥,该密钥用于 IPsec 隧道建立时的身份认证。密钥应具有足够的度,包含字母、数字、特殊字符等,长度适中,例如设置为 16 位以上的复杂字符串。
定义感兴趣流:即指定哪些网络流量需要通过 IPsec VPN 隧道进行传输。一般来说,本地数据中心内部网络段作为源,天翼云 VPC 内需要访问的网络段作为目的。例如,源为 192.168.1.0/24,目的为 10.0.1.0/24,表示本地数据中心 192.168.1.0/24 网络内的设备访问天翼云 VPC 中 10.0.1.0/24 网络内资源的流量将通过 IPsec VPN 隧道传输。
(三)配置路由
本地数据中心路由配置
在本地数据中心出口设备上,添加指向天翼云 VPC 网络的静态路由。例如,若本地数据中心内部网络通过 192.168.1.0/24 网段访问天翼云 VPC 的 10.0.1.0/24 网段,在出口设备的路由表中添加一条静态路由,目的网络为 10.0.1.0/24,下一跳指向 IPsec VPN 隧道接口。这样,当本地数据中心内部设备发送访问天翼云 VPC 网络的数据包时,出口设备能够根据该路由将数据包正确转发到 IPsec VPN 隧道进行加密传输。
如果本地数据中心使用动态路由协议(如 OSPF、BGP 等),需要将指向天翼云 VPC 网络的路由信息发布到动态路由协议中,确保内部网络设备能够学习到正确的路由。具体的发布方式根据所使用的动态路由协议进行相应配置。
天翼云 VPC 路由配置
登录天翼云控制台,进入 VPC 的路由表管理页面。
添加一条指向本地数据中心网络的路由条目。目的为本地数据中心内部网络段,下一跳选择 VPC 的 VPN 网关。这样,当 VPC 内的云资源发送访问本地数据中心网络的数据包时,VPC 的路由表能够将数据包正确转发到 VPN 网关,通过 IPsec VPN 隧道传输到本地数据中心。
(四)验证对接结果
网络连通性测试
在本地数据中心内部选择一台具有代表性的设备(如服务器或办公电脑),使用 ping 命令测试能否连通天翼云 VPC 内的目标设备(如云主机)的 IP 。例如,在 Windows 系统下,打开命令提示符,输入 “ping 10.0.1.10”(假设 10.0.1.10 为天翼云 VPC 内云主机的 IP ),若能收到回复包,则说明网络连通性正常。
同样,在天翼云 VPC 内的云主机上,使用 ping 命令测试能否连通本地数据中心内部的目标设备的 IP ,以验证双向的网络连通性。
业务访问测试
若本地数据中心运行着业务系统(如企业资源计划 ERP 系统),且在天翼云 VPC 内有相关的应用或用户需要访问该业务系统,进行实际的业务操作测试。例如,在天翼云 VPC 内的云主机上通过浏览器访问本地数据中心的 ERP 系统登录页面,输入正确的账号密码进行登录,并尝试进行一些常见的业务操作,如查询订单、录入数据等,检查业务系统能否正常运行,数据交互是否准确无误。
反之,在本地数据中心内部的设备上访问部署在天翼云 VPC 内的业务应用,如访问云数据库中的数据,验证业务访问的流畅性和数据的准确性。
四、常见问题及解决方法
(一)网络连通性问题
本地无法 ping 通天翼云 VPC 内设备
可能原因:
IPsec VPN 隧道未建立成功。可能是由于预共享密钥错误、加密算法或认证算法不匹配、对端网关配置错误等原因导致隧道无法协商建立。
本地数据中心出口设备的防火墙策略阻止了 ping 流量。某些防火墙默认情况下可能禁止 ICMP(ping 命令基于 ICMP 协议)流量通过。
天翼云 VPC 的安全组规则限制了对云内设备的 ping 访问。安全组入方向规则可能未允许本地数据中心网络的 ICMP 流量进入。
解决方法:
检查 IPsec VPN 隧道状态,查看隧道建立过程中的日志信息,确定隧道未建立的具体原因。若预共享密钥错误,重新核对并修改密钥;若算法不匹配,调整本地设备和天翼云 VPC VPN 网关的加密、认证算法设置使其一致;若对端网关错误,重新确认并更正。
在本地数据中心出口设备的防火墙策略中,添加允许 ICMP 流量通过的规则,源为本地数据中心内部网络段,目的为天翼云 VPC 网络段。
登录天翼云控制台,检查 VPC 的安全组规则,在入方向规则中添加允许本地数据中心网络的 ICMP 流量访问云内设备的规则。
天翼云 VPC 内无法 ping 通本地设备
可能原因:
天翼云 VPC 的路由表未正确配置指向本地数据中心网络的路由。导致 VPC 内云资源发送的访问本地网络的数据包无法正确转发。
本地数据中心出口设备的 NAT(网络转换)配置错误。若本地数据中心使用 NAT 将内部私有 IP 转换为公网 IP 访问互联网,NAT 配置不当可能导致返回的数据包无法正确转换回内部私有 IP,从而无法到达目标设备。
本地设备的防火墙或安全软件阻止了来自天翼云 VPC 的 ping 流量。
解决方法:
登录天翼云控制台,检查 VPC 的路由表,确认已正确添加指向本地数据中心网络的路由条目,下一跳为 VPC 的 VPN 网关。若路由配置错误,及时修改。
检查本地数据中心出口设备的 NAT 配置,确保 NAT 转换规则正确,能够将返回的数据包正确转换回内部私有 IP 。对于一些复杂的 NAT 场景,可能需要仔细检查端口映射、池等配置参数。
检查本地设备的防火墙或安全软件设置,添加允许来自天翼云 VPC 网络的 ICMP 流量通过的规则。
(二)业务访问异常
业务访问缓慢或超时
可能原因:
网络带宽不足。本地数据中心与天翼云之间的网络链路带宽可能无法满足业务数据传输的需求,导致数据传输缓慢甚至超时。例如,企业业务数据量较大,而本地租用的互联网带宽较小,或者天翼云 VPC 与本地数据中心对接的网络带宽在高峰期达到了瓶颈。
IPsec VPN 隧道的加密和解密性能影响。若本地数据中心出口设备或天翼云 VPC 的 VPN 网关设备性能较低,在处理大量加密数据时可能会出现延迟,影响业务访问速度。
网络拥塞。在互联网传输过程中,可能由于网络节点故障、网络拥塞等原因导致数据包丢失或延迟增加,影响业务访问的流畅性。
解决方法:
评估业务数据流量需求,考虑升级本地数据中心的互联网接入带宽,或者与天翼云协商调整 VPC 与本地数据中心对接的网络带宽。可以通过网络流量监测工具,如流量分析仪,对网络流量进行实时监测和分析,确定带宽瓶颈所在。
检查本地数据中心出口设备和天翼云 VPC 的 VPN 网关设备性能,如有必要,升级设备硬件或优化设备配置,以提高 IPsec VPN 隧道的加密和解密性能。例如,更换性能更高的防火墙设备或增加设备的内存、CPU 等资源。
采用网络优化技术,如广域网优化(WAN Optimization),对网络流量进行优化,减少网络拥塞和数据包丢失。广域网优化设备可以对数据进行压缩、缓存、加速等处理,提高网络传输效率。同时,与网络服务提供商沟通,了解网络状况,及时解决网络拥塞问题。
业务数据传输错误
可能原因:
IPsec VPN 隧道的数据完整性校验失败。在数据传输过程中,由于网络干扰、设备故障等原因,可能导致数据包被篡改或损坏,而 IPsec VPN 的完整性校验机制未能正确检测和修复,从而导致业务数据传输错误。
业务系统本身的兼容性问题。本地数据中心的业务系统与天翼云 VPC 内的应用或服务在数据交互格式、协议等方面可能存在不兼容,导致数据传输错误。例如,业务系统使用的数据库版本不同,数据字段定义不一致等。
解决方法:
检查 IPsec VPN 隧道的配置,确保完整性校验算法(如 HMAC - MD5、HMAC - SHA1 等)正确配置且设备支持。同时,查看隧道传输过程中的日志信息,若发现数据包完整性校验失败的记录,进一步排查网络设备、链路等是否存在故障。对于网络干扰问题,可以尝试更换网络链路或采取抗干扰措施,如使用网线等。
对业务系统进行兼容性测试和调整。对比本地数据中心业务系统与天翼云 VPC 内应用或服务的数据交互要求,检查数据格式、协议等方面的差异。对于数据字段定义不一致的问题,在业务系统中进行相应的数据转换和映射处理,确保数据能够正确传输和解析。可以通过搭建测试环境,模拟业务数据传输过程,逐步排查和解决兼容性问题。
五、总结
通过将天翼云 VPC 与本地数据中心通过 IPsec VPN 进行对接,企业能够构建起灵活、安全的混合云网络架构,充分利用本地数据中心的现有资源和天翼云的大服务能力。在部署过程中,需要仔细做好前期准备工作,包括了解相关概念、确认网络信息、准备设备与账号等。按照部署流程,在天翼云 VPC 和本地数据中心出口设备上分别进行准确的配置,并合理配置路由,最后进行严格的验证测试,确保对接成功。同时,对于可能出现的常见问题,要能够快速定位并解决,保障网络的稳定运行和业务的正常开展。随着企业数字化转型的不断深入,这种混合云网络架构将为企业的业务发展提供有力的支持。