公有雲彈性IP的實現原理及優勢

在利用公有雲服務部署我們的應用時，為了訪問到我們的伺服器，我們需要為我們的服務部署公網ip。公有雲服務商除了可以為伺服器提供固定的公網ip，也可以提供彈性ip。這篇文章，我們來弄清楚彈性ip是怎麼回事。

1、彈性ip的技術基礎：nat

我們都知道搭建外網伺服器的時候，需要給伺服器分配乙個外網可以訪問的ip位址。那麼彈性ip是什麼呢？

在說明什麼是彈性ip以前，我們先簡單講一下網際網路的乙個基礎技術：網路位址轉換（nat: network address translation）。網路位址轉換技術，或者叫nat技術，可以說是實現彈性ip的基礎。

nat技術最早提出是在2023年，主要解決一些專用網路的主機，與網際網路主機之間通訊的問題。專用網路的主機只有本地ip位址，沒有網際網路（公網）的ip位址。需要通過nat技術來實現專用網主機的ip位址轉換，轉換成乙個公網ip位址，然後就可以通訊了。

解決辦法就是在專用網連線到網際網路的路由器上安裝nat軟體，目前一般的路由器都支援nat功能。

裝有nat軟體的路由器叫做nat路由器，它至少有乙個有效的公網ip位址。所有使用本地位址的主機在和外界通訊時，都要在nat路由器上將其本地ip位址轉換成公網ip位址。

2、nat技術將專用網的內網位址轉換為乙太網位址

根據手裡公網ip資源的多少，有不同的nat方案可以選擇。

靜態nat：本地位址與公網位址之間一對一對映，即一台主機對應乙個固定的公網ip。如果nat路由器具有足夠多的公網ip位址，那它有機會為每個專用網路的主機分配乙個固定的公網ip，可以使用靜態nat。這種nat方案用得很少。

動態nat：需要乙個位址池為內部使用者提供公有ip位址，對於同時試圖訪問外網的每位使用者，都從池子裡分配乙個公網ip位址，但每次分配的ip位址是不固定的。如果專用網路不是所有的主機都要同時訪問外網，那麼可以採用這種方案。以少量的公網ip，為大量的內網主機提供外網訪問。

nat過載：使用傳輸層埠號來標識本地主機，即埠位址轉換（pat：port address translation），也稱為埠對映。一般情況下，公網ip資源都很稀缺，可能只有乙個公網ip，卻有很多個本地ip要使用，那麼可以使用埠對映方案。nat路由器用不同的埠號對映到不同的本地ip位址和埠號上。

3、彈性公網ip

彈性公網ip是一種nat ip。它實際位於雲服務提供商的公網網關上，通過nat方式對映到了被繫結的雲主機例項的私網網絡卡上。因此，繫結了彈性公網ip的雲主機可以直接使用這個ip進行公網通訊，但是在它的私網網絡卡上並不能看到這個ip位址。

使用者訪問的永遠是彈性ip位址，但不一定是同乙個雲主機

4、使用彈性公網ip有什麼好處？

對於雲服務商來說，當然是幫助他們節約了公網ip資源。那麼對於開發者來說，使用彈性ip有什麼好處呢？

有的時候我們會根據專案運營的需要更換主機，比如換配置更高的主機。那麼每次換雲主機都會更換我們服務的ip位址，這樣就需要我們重新做一次位址解析，把我們的網域名稱解析到新的ip位址上。

如果我們使用了彈性ip，在更換主機以後，只需要把我們申請的彈性ip分配到新的主機上，就可以了，不需要在網域名稱服務商那裡重新解析網域名稱。對於服務的穩定性，有一定的好處。

隨著雲計算業務的不斷發展，雲服務商手裡的公網ip資源不夠用的時候，有可能以後所有的主機都將使用公網ip。