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在互聯(lián)網(wǎng)時代，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始使用云計算技術(shù)來支持自己的業(yè)務(wù)。而在這其中，云主機作為一種常用的服務(wù)形式備受青睞。但是很多人對于“云主機是否擁有獨立IP”這個問題還存在一定程度上的困惑。
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事實上，在現(xiàn)如今廣泛應(yīng)用的虛擬化技術(shù)中，每臺虛擬服務(wù)器都會被賦予一個唯一標(biāo)識符——IP地址。那么下面就讓我們深入了解一下：到底什么是獨立IP、以及在什么情況下使用了云主機之后能否獲得獨立IP。
1. 什么是獨立IP
首先我們需要明確一個概念：什么是“獨立IP”。“獨立 IP”指你租用或購買某項服務(wù)時所獲得分配給你個人使用且只屬于你自己所有（即不與其他用戶共享）且可以直接通過公網(wǎng)進(jìn)行訪問和傳輸數(shù)據(jù)等操作而無需經(jīng)過任何代理或中轉(zhuǎn)的 IP 地址。
2. 云主機的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
了解了獨立IP之后，我們再來看一團(tuán)云主機的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在這里，我們需要明確兩個概念：物理服務(wù)器和虛擬服務(wù)器。
物理服務(wù)器即指實體硬件設(shè)備，而虛擬服務(wù)器則是通過軟件技術(shù)將一個物理服務(wù)器劃分成多臺邏輯上獨立、具有相對完整服務(wù)功能的“虛擬”計算機。每臺虛擬服務(wù)器都會被賦予一個唯一標(biāo)識符——IP地址。
那么在云計算領(lǐng)域中，所謂“云主機”，其本質(zhì)就是基于虛擬化技術(shù)而存在的一種服務(wù)形式。顧名思義，“云主機”就像是您自己租用或購買了一臺真正屬于自己使用且可以隨時啟停、擴(kuò)容縮容等靈活控制操作的 “獨立”的計算資源（CPU、內(nèi)存、硬盤等）以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)交換能力。
在當(dāng)前大部分商業(yè)化提供商所推出并廣泛應(yīng)用于市場中的基于公共資源池模式（Public Cloud） 的 IaaS 服務(wù)中，所有用戶所使用到的硬件資源均由同一組物理設(shè)備所共享，因此在這種情況下，不可能為每一片云主機分配一個獨立的物理IP地址。
3. 云主機的IP分配方式
既然無法為每一片云主機分配一個獨立的物理IP地址，那么現(xiàn)實中我們應(yīng)該如何獲取和使用 IP 地址呢？
事實上，在大部分公有云服務(wù)提供商（例如阿里、騰訊、AWS等）提供的基于虛擬化技術(shù)的 IaaS 服務(wù)中，都采用了兩種常見方式來進(jìn)行 IP 地址管理：
1）NAT 網(wǎng)絡(luò)模式NAT(Network Address Translation) 即網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換。在 NAT 模式下，用戶購買或租用一定數(shù)量的 “彈性公網(wǎng) IP” 并將其綁定至自己需要聯(lián)網(wǎng)訪問或者對外開放端口服務(wù)所使用到的各個“私有網(wǎng)絡(luò)”中。當(dāng)您啟動某臺虛擬服務(wù)器時，則會自動從已經(jīng)預(yù)先申請并與之綁定好了“彈性公網(wǎng) IP”的資源池中隨機選擇一個可用IP地址賦值給該虛擬服務(wù)器，并通過路由器等設(shè)備將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
這樣做可以有效地降低 IPv4 地址資源浪費問題，并且能夠保證多個 VM 實例間網(wǎng)絡(luò)安全隔離，但是由于 NAT 網(wǎng)絡(luò)模式下每個虛擬服務(wù)器所使用的 IP 地址均來自于同一組公網(wǎng)地址池中，因此在特定情況下可能會出現(xiàn) IP 沖突、端口映射問題等。
2）VPC網(wǎng)絡(luò)模式VPC(Virtual Private Cloud) 即虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。在 VPC 模式下，用戶可以通過云服務(wù)提供商提供的相應(yīng)控制臺或 API 等方式創(chuàng)建并管理一個獨立的私有網(wǎng)絡(luò)，并為該私有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單獨的IP地址段劃分和路由表設(shè)置等操作。當(dāng)您啟動某臺云主機時，則會從您已經(jīng)預(yù)先申請好了且與之綁定好了“子網(wǎng)”中隨機選擇一個可用IP地址賦值給該虛擬服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
這種方式不僅保證了 VM 實例間完全隔離而且能夠支持更加靈活多變的 IP 地址資源管理需求（例如：按業(yè)務(wù)類型、按區(qū)域劃分子網(wǎng)），但是需要注意，在 VPC 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信時是免費計費的，而如果涉及到對外訪問或者接入 Internet 服務(wù)，則還需要購買和使用相應(yīng)數(shù)量和帶寬規(guī)格大小不同的 “彈性公網(wǎng) IP”。
4. 總結(jié)
在當(dāng)前大部分基于虛擬化技術(shù)的云計算服務(wù)中，每一團(tuán)云主機都會被賦予一個唯一標(biāo)識符——IP地址。但是由于所有用戶所使用到的硬件資源均由同一組物理設(shè)備共享，因此無法為每一片云主機分配一個獨立的物理IP地址。
通過采用 NAT 網(wǎng)絡(luò)模式或 VPC 網(wǎng)絡(luò)模式等方式進(jìn)行 IP 地址管理，則能夠在保證安全隔離、減少 IPv4 地址浪費等方面發(fā)揮出其優(yōu)勢，并實現(xiàn)更加靈活和可控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
Tags:
# 云計算 # 虛擬化技術(shù) # 云主機
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