云上网络基础：VPC/VNet, 子网, 路由表与安全组 — 欢迎来到云端高速公路！
各位观众老爷们，大家好！我是你们的老朋友，江湖人称“代码诗人”的Alex。今天，咱们来聊聊云上的网络基础架构，这可是你在云端驰骋的“高速公路”！🛣️
想象一下，你辛辛苦苦写好的应用程序，就像一辆性能卓越的跑车，想要在云上跑得飞快，没有一套完善的网络基础设施，那简直就是让法拉利在泥泞小路上颠簸，英雄无用武之地啊！
所以，今天我们要讲的VPC/VNet, 子网, 路由表和安全组，就是你在云上搭建高性能、安全可靠的“高速公路”的关键要素！准备好了吗？让我们系好安全带，一起发车！🚀
第一站：VPC/VNet — 你的专属云端庄园 🏡
首先，我们来说说VPC/VNet。啥是VPC/VNet呢？简单来说，你可以把它想象成你在云上申请的一块专属庄园。🏰
- VPC (Virtual Private Cloud)：这是亚马逊AWS的叫法，虚拟私有云。
- VNet (Virtual Network)：这是微软Azure的叫法，虚拟网络。
虽然名字不一样，但本质上，它们都是一个意思：你在云上创建的一个逻辑隔离的网络空间。
在这个庄园里，你可以自由地规划你的土地，建造你的房子（服务器、数据库等等），不用担心别人来打扰你。与其他云用户的网络是完全隔离的，保证了你的资源的安全性和隐私性。
就好比你买了一栋别墅，这栋别墅就是你的VPC/VNet，里面的装修、摆设，完全由你做主，别人进不来。
为什么需要VPC/VNet？
- 隔离性: 就像别墅区的围墙一样，它把你的云资源与其他用户的云资源隔离开来，防止互相干扰和恶意攻击。
- 安全性: 你可以自定义网络访问规则，控制进出VPC/VNet的流量，就像别墅区的安保系统一样。
- 灵活性: 你可以自由地规划你的网络拓扑，满足不同的业务需求，就像别墅内部的房间布局一样。
总结一下，VPC/VNet就是你在云上创建的一个安全、隔离、灵活的网络空间，是构建任何云应用的基础。
| 特性 | 说明 | 比喻 |
|---|---|---|
| 隔离性 | 与其他用户的云资源完全隔离，互不干扰。 | 别墅区的围墙，防止外人进入 |
| 安全性 | 可以自定义网络访问规则，控制流量进出。 | 别墅区的安保系统，监控进出人员 |
| 灵活性 | 可以自由规划网络拓扑，满足不同的业务需求。 | 别墅内部的房间布局，灵活调整房间功能 |
| 地域性 | VPC/VNet通常属于某个特定的地域（Region），例如，美国东部、欧洲西部等。 | 别墅位于哪个城市 |
| CIDR块 | 每个VPC/VNet都需要指定一个CIDR块，用来定义VPC/VNet的网络地址范围。 | 别墅的占地面积和地址范围 |
第二站：子网 — 庄园里的功能区 🏘️
有了VPC/VNet这个大庄园，接下来，我们需要把庄园划分成不同的功能区，这就是子网的概念。
子网 (Subnet)：你可以把它想象成VPC/VNet这个大庄园里的不同功能区，比如：
- Web服务器区：用来存放你的Web服务器，对外提供Web服务。
- 数据库服务器区：用来存放你的数据库服务器，存储数据。
- 管理区：用来存放一些管理工具，方便你管理整个云环境。
每个子网都有自己的IP地址范围，并且可以根据需要配置不同的网络访问规则。
子网的类型：
- 公有子网 (Public Subnet)：可以直接访问互联网的子网。通常用来存放需要对外提供服务的Web服务器。
- 私有子网 (Private Subnet)：不能直接访问互联网的子网。通常用来存放数据库服务器、应用程序服务器等不需要直接对外暴露的资源。
为什么需要子网？
- 更好的组织和管理: 将VPC/VNet划分成不同的子网，可以更好地组织和管理你的云资源。
- 更高的安全性: 可以针对不同的子网配置不同的安全规则，提高安全性。
- 更灵活的网络拓扑: 可以根据需要创建不同的子网，满足不同的业务需求。
举个例子：
假设你的VPC/VNet的CIDR块是10.0.0.0/16，你可以创建两个子网：
- 公有子网：
10.0.1.0/24，用于存放Web服务器。 - 私有子网：
10.0.2.0/24，用于存放数据库服务器。
这样，你的Web服务器就可以通过公有子网直接访问互联网，而数据库服务器则只能通过私有子网访问，提高了安全性。
| 特性 | 说明 | 比喻 |
|---|---|---|
| IP地址范围 | 每个子网都有自己的IP地址范围，例如，10.0.1.0/24。 |
功能区的占地面积和地址范围 |
| 公有/私有 | 子网可以是公有的（可以直接访问互联网）或私有的（不能直接访问互联网）。 | 功能区是否对外开放 |
| 可用区 | 子网通常属于某个特定的可用区（Availability Zone），例如，美国东部1a、美国东部1b等。 | 功能区位于庄园的哪个角落 |
| 网络ACL | 可以为每个子网配置网络ACL，用来控制进出子网的流量。 | 功能区的门卫，控制进出人员 |
第三站：路由表 — 指引流量的交通警察 👮
有了VPC/VNet和子网，我们还需要一个“交通警察”来指引流量的走向，这就是路由表 (Route Table) 的作用。
路由表 (Route Table)：你可以把它想象成一个交通警察，负责指引流量在VPC/VNet中和VPC/VNet与外界之间的流动。
路由表包含一系列的路由规则，每条规则指定了流量的目标地址和下一跳地址。
路由表的类型：
- 本地路由 (Local Route)：默认路由，用于将流量路由到VPC/VNet内部的子网。
- 互联网路由 (Internet Route)：用于将流量路由到互联网。
- 对等连接路由 (Peering Connection Route)：用于将流量路由到其他VPC/VNet。
- 专线路由 (Direct Connect Route)：用于将流量路由到你的本地数据中心。
为什么需要路由表？
- 控制流量走向: 可以精确地控制流量在VPC/VNet内部和VPC/VNet与外界之间的流动。
- 实现复杂的网络拓扑: 可以通过配置不同的路由表，实现复杂的网络拓扑，满足不同的业务需求。
- 提高网络性能: 可以通过优化路由规则，提高网络性能。
举个例子：
假设你有两个子网：
- 公有子网：
10.0.1.0/24 - 私有子网：
10.0.2.0/24
你可以为公有子网配置一个路由表，包含以下规则：
0.0.0.0/0->Internet Gateway(将所有流量路由到互联网)10.0.0.0/16->local(将流量路由到VPC/VNet内部)
为私有子网配置一个路由表，包含以下规则：
10.0.0.0/16->local(将流量路由到VPC/VNet内部)0.0.0.0/0->NAT Gateway(将所有流量路由到NAT网关，通过NAT网关访问互联网)
这样，公有子网就可以直接访问互联网，而私有子网只能通过NAT网关访问互联网，提高了安全性。
| 特性 | 说明 | 比喻 |
|---|---|---|
| 目标地址 | 指定流量的目标地址，例如，0.0.0.0/0表示所有地址，10.0.1.0/24表示目标地址为10.0.1.0/24的流量。 |
交通警察指引车辆前往的目的地 |
| 下一跳地址 | 指定流量的下一跳地址，例如，Internet Gateway表示互联网网关，NAT Gateway表示NAT网关，local表示本地VPC/VNet。 |
交通警察告诉车辆下一步应该怎么走 |
| 路由优先级 | 当有多条路由规则匹配同一个目标地址时，路由优先级高的规则优先生效。 | 交通警察根据交通信号灯和路标的优先级来指引交通 |
| 路由传播 | 路由传播允许将路由规则自动传播到其他VPC/VNet或本地网络。 | 交通警察将交通信息广播给其他交通警察和司机 |
第四站：安全组 — 庄园的保安系统 👮♀️
有了VPC/VNet, 子网和路由表，我们的云上“高速公路”已经基本成型了。但是，安全问题也不能忽视。我们需要一套完善的“保安系统”来保护我们的云资源，这就是安全组 (Security Group) 的作用。
安全组 (Security Group)：你可以把它想象成一个保安系统，负责控制进出云资源的流量。
安全组是一个虚拟防火墙，可以控制进出云资源的流量，允许或拒绝特定的协议、端口和IP地址的流量。
安全组的特点：
- 基于状态 (Stateful)：安全组会记住连接的状态，如果允许一个连接进入云资源，那么相应的响应流量也会自动允许返回。
- 默认拒绝 (Default Deny)：默认情况下，安全组会拒绝所有流量，你需要显式地配置规则来允许流量。
- 作用于实例 (Instance-level)：安全组是与云资源（例如，虚拟机、数据库）关联的，而不是与子网关联的。
为什么需要安全组？
- 提高安全性: 可以精确地控制进出云资源的流量，防止恶意攻击。
- 简化安全管理: 可以集中管理安全规则，简化安全管理。
- 提高网络性能: 可以减少不必要的流量，提高网络性能。
举个例子：
假设你有一个Web服务器，需要对外提供HTTP (80端口) 和HTTPS (443端口) 服务。你可以创建一个安全组，包含以下规则：
- 入站规则 (Inbound Rules)：
- 允许来自任何IP地址的TCP流量，目标端口为80。
- 允许来自任何IP地址的TCP流量，目标端口为443。
- 出站规则 (Outbound Rules)：
- 允许所有出站流量。
这样，只有来自任何IP地址的HTTP和HTTPS流量可以访问你的Web服务器，其他流量都会被拒绝。同时，你的Web服务器可以访问任何外部资源。
| 特性 | 说明 | 比喻 |
|---|---|---|
| 入站规则 | 控制允许进入云资源的流量。 | 保安检查进入庄园的人员和车辆 |
| 出站规则 | 控制允许离开云资源的流量。 | 保安检查离开庄园的人员和车辆 |
| 协议 | 指定允许或拒绝的协议，例如，TCP、UDP、ICMP等。 | 保安检查车辆的类型（客车、货车等） |
| 端口 | 指定允许或拒绝的端口，例如，80端口表示HTTP流量，443端口表示HTTPS流量。 | 保安检查车辆的货物（乘客、货物等） |
| 源/目标地址 | 指定允许或拒绝的源IP地址或目标IP地址，例如，0.0.0.0/0表示所有IP地址，192.168.1.0/24表示192.168.1.0/24网段的IP地址。 |
保安检查车辆的来源地和目的地 |
| 基于状态 | 安全组会记住连接的状态，如果允许一个连接进入云资源，那么相应的响应流量也会自动允许返回。 | 保安会记住已经进入庄园的车辆，允许其离开 |
总结：打造你的云端高速公路 🛣️
好了，各位观众老爷们，今天我们一起学习了云上网络基础的四大要素：VPC/VNet, 子网, 路由表和安全组。
- VPC/VNet：你的专属云端庄园，提供隔离、安全、灵活的网络空间。
- 子网：庄园里的功能区，更好地组织和管理你的云资源。
- 路由表：指引流量的交通警察，控制流量的走向。
- 安全组：庄园的保安系统，保护你的云资源免受攻击。
把这四个要素组合起来，你就可以在云上搭建一条高性能、安全可靠的“高速公路”，让你的应用程序跑得飞快！🚀
最后，给大家留个思考题：
假设你需要搭建一个三层Web应用，包括Web服务器、应用程序服务器和数据库服务器，你会如何规划你的VPC/VNet、子网、路由表和安全组？
欢迎在评论区分享你的答案，让我们一起交流学习！
感谢大家的观看，我是你们的老朋友，代码诗人Alex，我们下期再见！👋