公有云弹性IP的实现原理及优势

左手的ㄟ右手 2024-04-19 11:08 57阅读 0赞

在利用公有云服务部署我们的应用时，为了访问到我们的服务器，我们需要为我们的服务部署公网IP。公有云服务商除了可以为服务器提供固定的公网IP，也可以提供弹性IP。这篇文章，我们来弄清楚弹性IP是怎么回事。

**1、弹性IP的技术基础：NAT**

我们都知道搭建外网服务器的时候，需要给服务器分配一个外网可以访问的IP地址。那么弹性IP是什么呢？

在说明什么是弹性IP以前，我们先简单讲一下互联网的一个基础技术：网络地址转换（NAT: Network Address Translation）。网络地址转换技术，或者叫NAT技术，可以说是实现弹性IP的基础。

NAT技术最早提出是在1994年，主要解决一些专用网络的主机，与互联网主机之间通信的问题。专用网络的主机只有本地IP地址，没有互联网（公网）的IP地址。需要通过NAT技术来实现专用网主机的IP地址转换，转换成一个公网IP地址，然后就可以通信了。

解决办法就是在专用网连接到互联网的路由器上安装NAT软件，目前一般的路由器都支持NAT功能。

装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的公网IP地址。所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地IP地址转换成公网IP地址。

**2、NAT技术将专用网的内网地址转换为以太网地址**

根据手里公网IP资源的多少，有不同的NAT方案可以选择。

静态NAT：本地地址与公网地址之间一对一映射，即一台主机对应一个固定的公网IP。如果NAT路由器具有足够多的公网IP地址，那它有机会为每个专用网络的主机分配一个固定的公网IP，可以使用静态NAT。这种NAT方案用得很少。

动态NAT：需要一个地址池为内部用户提供公有IP地址，对于同时试图访问外网的每位用户，都从池子里分配一个公网IP地址，但每次分配的IP地址是不固定的。如果专用网络不是所有的主机都要同时访问外网，那么可以采用这种方案。以少量的公网IP，为大量的内网主机提供外网访问。

NAT重载：使用传输层端口号来标识本地主机，即端口地址转换（PAT：Port Address Translation），也称为端口映射。一般情况下，公网IP资源都很稀缺，可能只有一个公网IP，却有很多个本地IP要使用，那么可以使用端口映射方案。NAT路由器用不同的端口号映射到不同的本地IP地址和端口号上。

**3、弹性公网IP**

弹性公网IP是一种NAT IP。它实际位于云服务提供商的公网网关上，通过NAT方式映射到了被绑定的云主机实例的私网网卡上。因此，绑定了弹性公网IP的云主机可以直接使用这个IP进行公网通信，但是在它的私网网卡上并不能看到这个IP地址。

用户访问的永远是弹性IP地址，但不一定是同一个云主机

**4、使用弹性公网IP有什么好处？**

对于云服务商来说，当然是帮助他们节约了公网IP资源。那么对于开发者来说，使用弹性IP有什么好处呢？

有的时候我们会根据项目运营的需要更换主机，比如换配置更高的主机。那么每次换云主机都会更换我们服务的IP地址，这样就需要我们重新做一次地址解析，把我们的域名解析到新的IP地址上。

如果我们使用了弹性IP，在更换主机以后，只需要把我们申请的弹性IP分配到新的主机上，就可以了，不需要在域名服务商那里重新解析域名。对于服务的稳定性，有一定的好处。

随着云计算业务的不断发展，云服务商手里的公网IP资源不够用的时候，有可能以后所有的主机都将使用公网IP。