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AWS 架構為什麼這樣選?30 天拆解服務選型與設計取捨系列 第 14 篇

Day 14|公司網路要連 AWS,該用 VPN 還是 Direct Connect?

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上一篇處理的是 AWS 內部不同 VPC 之間的連線。

但企業環境中的系統不一定全部都在雲端,公司可能仍有辦公室網路、資料中心,或尚未搬上 AWS 的內部系統。

例如:

公司內部網路
172.16.0.0/16
      │
      │ ?
      ▼
AWS Production VPC
10.20.0.0/16

當公司內部網路與雲端需要持續互通,就形成了 Hybrid Network(混合網路)。

在 AWS 中,常見的兩種連線方式是:

  • AWS Site-to-Site VPN
  • AWS Direct Connect

兩者都能把企業網路延伸到 AWS,但解決的問題不太一樣。

例如:

兩週內要讓公司內部人員連上 AWS 的新系統。

和:

未來幾年都要在公司資料中心與 AWS 之間持續傳輸大量資料。

需要的網路設計就可能完全不同。


Site-to-Site VPN:利用既有網路建立加密連線

Site-to-Site VPN(站台對站台 VPN) 會在企業端設備與 AWS 之間建立 IPsec 加密隧道。

常見架構可以理解成:

公司內部網路
      │
防火牆 / 路由器
      │
      │ IPsec VPN
      │ 經由網際網路
      ▼
     AWS

公司端實際負責建立 VPN 的,是自己管理的防火牆、路由器或其他 Customer Gateway Device(客戶端閘道裝置)。

AWS 中另外會建立一個 Customer Gateway(客戶閘道) 資源,用來記錄公司端設備的公有 IP、路由等資訊;它本身並不是 AWS 幫公司建立的一台路由器。

AWS 端則常見兩種連接方式:

  • Virtual Private Gateway(VGW,虛擬私有閘道):連接單一 VPC。
  • Transit Gateway(TGW,傳輸閘道):適合前一篇介紹的多 VPC 集中架構。

例如:

公司內部網路
      │
     VPN
      │
      ▼
Transit Gateway
   ┌──┼──┐
   ▼  ▼  ▼
 Prod Shared Security

VPN 的優勢是可以利用既有的網際網路連線,當公司設備與網路條件已經具備時,通常比新建專用線路更容易快速導入。

但要注意:

IPsec 解決的是傳輸加密,不會讓網際網路本身變得更穩定。

實際連線品質仍會受到網路供應商的路徑、壅塞、封包遺失,以及公司端設備效能等因素影響。


Direct Connect:建立專用網路連線

如果公司與 AWS 之間的連線會長期存在,而且有:

  • 大量且持續的資料傳輸
  • 對網路穩定性要求較高
  • 重要的正式環境系統需要依賴這條連線
  • 長期的混合雲架構需求

就可以進一步評估 AWS Direct Connect(DX)。

概念上:

公司資料中心
     │
     │ 專用網路連線
     ▼
Direct Connect 據點
     │
     ▼
    AWS

Direct Connect 的主要流量不需要經過一般公用網際網路,而是透過 AWS 的 Direct Connect 據點建立專用網路連線。

但它並不是進 AWS Console 建立一個資源就完成了。

實際導入通常還會牽涉:

公司網路
   ↓
電信業者 / Direct Connect Partner
   ↓
Direct Connect 據點
   ↓
AWS

因此 Direct Connect 的建置時程還會受到線路、設備、電信業者與實際交付流程影響。

相較於一般透過網際網路建立的 VPN,Direct Connect 比較適合需要長期、大量傳輸,或希望網路路徑與可用頻寬較容易預期的情境。

但:

使用專用連線,不代表延遲一定比較低。

實際延遲仍然會受到地理距離、線路設計與應用程式本身的處理時間影響。

另外,Direct Connect 預設不會自動加密傳輸中的資料。

如果企業要求傳輸加密,可以在應用層使用 TLS,或依架構需求在 Direct Connect 上搭配 VPN。

因此可以先簡單記成:

Site-to-Site VPN
→ 經由網際網路建立 IPsec 加密連線

Direct Connect
→ 建立專用網路連線

兩者解決的問題不同,也可以同時存在。


VPN 與 Direct Connect 怎麼選?

可以先整理成:

比較項目 Site-to-Site VPN Direct Connect
連線方式 經由網際網路建立 VPN 專用網路連線
傳輸加密 使用 IPsec 預設不自動加密
導入方式 可利用既有網路與設備 需安排據點、業者與線路
導入速度 條件具備時通常較快 受線路交付時程影響
連線品質 受到網際網路路徑影響 較容易規劃穩定的路徑與容量
常見情境 快速建立混合網路、作為備援 長期、大量或重要的跨站流量

假設現在的需求是:

兩週內要讓公司人員連到 AWS 新系統,目前主要是一般互動操作,也沒有大量持續性的資料傳輸。

那可以優先評估 Site-to-Site VPN,先利用既有網路建立加密連線。

但如果一開始就知道:

公司資料中心與 AWS 未來每天都會持續傳輸大量資料,而且這條連線會成為正式環境的重要依賴。

就可以提早規劃 Direct Connect,而不是等 VPN 開始成為瓶頸後才處理。


備援不是「多一條線」就完成

混合網路還有一個很重要的設計問題:

主要路徑失敗時,流量要走哪裡?

每一組 AWS Site-to-Site VPN Connection 本身包含兩條 VPN 隧道,而且 AWS 建議兩條都完成設定,以便其中一條無法使用時進行切換。

但:

VPN Tunnel 1 ─┐
              ├─ 同一台防火牆
VPN Tunnel 2 ─┘
                   │
              同一條網路線路

仍然不能算完整的備援。

如果防火牆或網路供應商的線路本身發生故障,兩條 VPN 隧道都有可能一起受到影響。

Direct Connect 也是一樣。

公司資料中心
     │
單一 Direct Connect
     │
     ▼
    AWS

仍然存在單點故障。

因此正式環境可能設計成:

主要路徑
→ Direct Connect

備援路徑
→ Site-to-Site VPN

或建立多條彼此獨立的 Direct Connect 連線。

但有備援路徑以外,還需進一步確認:

  • 切換後的頻寬是否足以支撐必要業務
  • 去程與回程路由是否真的會切換
  • 備援路徑是否實際測試過

以上可以統整為一句話:

高可用不是看有幾條 VPN 或專線,而是檢查整條網路路徑是否仍存在共同故障點。


下一篇

前幾篇已經從單一 VPC,一路延伸到多 VPC 與混合網路。

下一篇會把視角重新拉回應用程式的入口,看看使用者流量進入 AWS 後,該如何選擇 Application Load Balancer(ALB)與 Network Load Balancer(NLB),以及 HTTP Routing、TCP / UDP、固定 IP 等需求會如何影響選型。

參考資料


上一篇
Day 13|跨 VPC 該怎麼連?VPC Peering、Transit Gateway 與 PrivateLink 的選擇
下一篇
Day 15|ALB 還是 NLB?從協定、路由與固定 IP 決定入口
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