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在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始使用云計(jì)算技術(shù)來(lái)支持自己的業(yè)務(wù)。而在這其中，云主機(jī)作為一種常用的服務(wù)形式備受青睞。但是很多人對(duì)于“云主機(jī)是否擁有獨(dú)立IP”這個(gè)問(wèn)題還存在一定程度上的困惑。
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事實(shí)上，在現(xiàn)如今廣泛應(yīng)用的虛擬化技術(shù)中，每臺(tái)虛擬服務(wù)器都會(huì)被賦予一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符——IP地址。那么下面就讓我們深入了解一下：到底什么是獨(dú)立IP、以及在什么情況下使用了云主機(jī)之后能否獲得獨(dú)立IP。
1. 什么是獨(dú)立IP
首先我們需要明確一個(gè)概念：什么是“獨(dú)立IP”?！蔼?dú)立 IP”指你租用或購(gòu)買(mǎi)某項(xiàng)服務(wù)時(shí)所獲得分配給你個(gè)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(guò)公網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)和傳輸數(shù)據(jù)等操作而無(wú)需經(jīng)過(guò)任何代理或中轉(zhuǎn)的 IP 地址。
2. 云主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
了解了獨(dú)立IP之后，我們?cè)賮?lái)看一團(tuán)云主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在這里，我們需要明確兩個(gè)概念：物理服務(wù)器和虛擬服務(wù)器。
物理服務(wù)器即指實(shí)體硬件設(shè)備，而虛擬服務(wù)器則是通過(guò)軟件技術(shù)將一個(gè)物理服務(wù)器劃分成多臺(tái)邏輯上獨(dú)立、具有相對(duì)完整服務(wù)功能的“虛擬”計(jì)算機(jī)。每臺(tái)虛擬服務(wù)器都會(huì)被賦予一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符——IP地址。
那么在云計(jì)算領(lǐng)域中，所謂“云主機(jī)”，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(jī)”就像是您自己租用或購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)真正屬于自己使用且可以隨時(shí)啟停、擴(kuò)容縮容等靈活控制操作的 “獨(dú)立”的計(jì)算資源（CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)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(chǎng)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(jī)分配一個(gè)獨(dú)立的物理IP地址。
3. 云主機(jī)的IP分配方式
既然無(wú)法為每一片云主機(jī)分配一個(gè)獨(dú)立的物理IP地址，那么現(xiàn)實(shí)中我們應(yīng)該如何獲取和使用 IP 地址呢？
事實(shí)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(jiàn)方式來(lái)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(gòu)買(mǎi)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(wèn)或者對(duì)外開(kāi)放端口服務(wù)所使用到的各個(gè)“私有網(wǎng)絡(luò)”中。當(dāng)您啟動(dòng)某臺(tái)虛擬服務(wù)器時(shí)，則會(huì)自動(dòng)從已經(jīng)預(yù)先申請(qǐng)并與之綁定好了“彈性公網(wǎng) IP”的資源池中隨機(jī)選擇一個(gè)可用IP地址賦值給該虛擬服務(wù)器，并通過(guò)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(fèi)問(wèn)題，并且能夠保證多個(gè) VM 實(shí)例間網(wǎng)絡(luò)安全隔離，但是由于 NAT 網(wǎng)絡(luò)模式下每個(gè)虛擬服務(wù)器所使用的 IP 地址均來(lái)自于同一組公網(wǎng)地址池中，因此在特定情況下可能會(huì)出現(xiàn) IP 沖突、端口映射問(wèn)題等。
2）VPC網(wǎng)絡(luò)模式VPC(Virtual Private Cloud) 即虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。在 VPC 模式下，用戶可以通過(guò)云服務(wù)提供商提供的相應(yīng)控制臺(tái)或 API 等方式創(chuàng)建并管理一個(gè)獨(dú)立的私有網(wǎng)絡(luò)，并為該私有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單獨(dú)的IP地址段劃分和路由表設(shè)置等操作。當(dāng)您啟動(dòng)某臺(tái)云主機(jī)時(shí)，則會(huì)從您已經(jīng)預(yù)先申請(qǐng)好了且與之綁定好了“子網(wǎng)”中隨機(jī)選擇一個(gè)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(shí)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(lèi)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(shí)是免費(fèi)計(jì)費(fèi)的，而如果涉及到對(duì)外訪問(wèn)或者接入 Internet 服務(wù)，則還需要購(gòu)買(mǎi)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(jì)算服務(wù)中，每一團(tuán)云主機(jī)都會(huì)被賦予一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)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(wú)法為每一片云主機(jī)分配一個(gè)獨(dú)立的物理IP地址。
通過(guò)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(fèi)等方面發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)，并實(shí)現(xiàn)更加靈活和可控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
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# 云計(jì)算 # 虛擬化技術(shù) # 云主機(jī)
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