一键部署NAT功能的ECS集群

应用场景

专有网络环境下，云服务器ECS实例不能直接访问公网，需要通过挂载EIP来获得公网访问的能力。但是往往集群内部多台ECS都能对外提供服务，这时如果每一台都挂载EIP不仅耗费带宽资源，还破坏了整个网络结构。本文介绍一种SNAT网关访问公网的方式如下图所示 :

解读：

• 拿其中一台ECS做为VPC网络的NAT网关，然后在路由表中添加其他实例的转发规则。
• 首先这台ECS实例要在指定的VPC网络中，
• 然后给它绑定EIP，然后在这台ECS实例上的iptables配置SNAT和DNAT，
• 最后在VPC的路由表中添加下一跳是这台ECS的路由项。

传统步骤

在控制台：

• 创建VPC实例
• 创建一个VSwitch(记录下网段)
• 创建EIP实例
• 创建ECS实例(记录下IP)
• ECS绑定EIP
• 登录ECS配置iptables(需要用Vswtich网段和ECS IP)
• 添加路由

每一步操作都需要切换到不同的地址、不同的页面，不仅操作繁琐还得不停的切换时间片。详细操作步骤请参考教程。 下面介绍一种自动的方式，可以一键部署完成。

自动化部署

上述每一个步骤都是资源部署和配置的过程，以配置文件的方式来描述基础设施，然后让编排工具帮助我们去部署资源，这是基础设施即代码（Infrastructure as Code）的核心。本文讲解利用开源社区活跃度最高的资源编排工具Terraorm,在阿里云完成SNAT结构的部署。

UserData

User-Data 是实现云主机个性化定制的基础，用户通过 User-Data 设置一些定制化数据，如启动某项服务，下载一些包并设置这些包的安装脚本等，Cloud-Init 在云主机启动时加载并执行这些数据，从而完成对云主机的个性化定制。

• 更多的详情可参考Cloud-Init文档
• 阿里云ECS userdata详解请参考

Terraform编排模板

Terraform 是来自HashiCorp家族的开源工具，支持阿里云、AWS、Azure、GoogleCloud、DigitalOcean诸多云厂商的支持。有关terraform详细介绍请移步前一篇文章。本例涉及到的Terraform资源如下：

• alicloud_vpc: vpc实例配置
  • cidr_block: 指定网段
• alicloud_vswitch: 配置vswitch
  • cidr_block: 网段
  • availability_zone: 可用区
• alicloud_route_entry: 配置路由条目
  • router_id: 指定VPC网络中的路由器ID
  • route_table_id: 指定VPC网络中路由表ID
  • destination_cidrblock: 目标网段
  • nexthop_type: 下一跳类型，这里填Instance
  • nexthop_id: ECS实例ID

• template_file: 模板文件，支持把template的值传给shell脚本，片段如下

  data "template_file" "shell" {
  template = "${file("userdata.sh")}"
  
  vars {
      worker_private_ip = "${alicloud_instance.worker.private_ip}"
      vswitch_cidr = "${var.vswitch_cidr}"
  }
  }
  

  • 在ecs和vswtich创建完之后，拿到ip地址传给shell脚本

• alicloud_instance: ECS实例配置

  • image_id: 镜像ID
  • instance_type: 实例类型
  • vswitch_id: 交换机ID
  • io_optimized: 是否IO优化
  • system_disk_category: 系统盘类型
  • user_data: 用户脚本，详见
  • 这里用到了userData, 把配置iptables的脚本传给ECS，在实例启动的时候自动配置iptables

  PostRouting=${vswitch_cidr}
  SourceRouting=`ifconfig eth0|grep inet|awk '{print $2}'|tr -d 'addr:'`
  echo ${worker_private_ip}>> /etc/sysctl.conf
  echo 'net.ipv4.ip_forward=1'>> /etc/sysctl.conf
  sysctl -p
  iptables -t nat -I POSTROUTING -s $PostRouting -j SNAT --to-source $SourceRouting
  iptables -t nat -I PREROUTING -d $SourceRouting -p tcp --dport 80 -j DNAT --to ${worker_private_ip}
  

完整模板 下载

一键部署

安装 Terraform, 然后下载我们的模板，执行 terraform apply 等待几分钟，整个基础架构部署完成

验证

SSH到ECS上执行命令 iptables -t nat -nvL 结果如下：

反馈

本文介绍了一种自动化选配ECS 做为NAT的方法，减轻了繁琐的配置工作，可以跟您的自动化工具协同使用。大家对自动构建工具Terraform感兴趣，或者有问题也可以在github https://github.com/alibaba/terraform-provider 的Issue中提问。