解决多云环境中的IP地址重叠问题

F5

专用IP寻址是该协议非常实用的功能之一。此地址空间专供本地范围内不受监管地使用，即仅限组织内部且不通过互联网连接，从而可以自由构建大规模内部网络。

然而，这种灵活性也有代价：尝试连接两个原本相互独立的私有IP网络时，两个网络可能使用了部分相同的IP地址。由于每个网络或路由域中的IP地址必须唯一，这些重复地址会导致进出重叠区域的网络访问不稳定。传统的变通方法虽可减轻影响，但F5 Volterra提供了一种彻底避免此问题的方法。

为什么重叠会造成问题

当网络中的两个不同部分发生重叠并使用相同的IP子网地址范围时，会出现两个主要问题。首先，这两个子网完全无法相互通信，因为所有设备都会认为该地址指向本地端点。如果两个子网都仅包含客户端和用户，这个问题可能比较容易解决；但如果其中一个子网包含网络服务，另一个子网将完全无法访问这些服务。此外，IP地址重叠还会影响网络中其他任何位置发往这些子网的所有流量。由于网络中的路由器会交换信息，两个子网都会被通告，但通告来自两个不同的位置。连接随时都可能被发送到错误的位置，即使是已成功建立的连接也不例外。

现代网络中激增的IP地址重叠

在管理良好的网络中，IP地址重叠最常见的原因是连接或合并两个原本相互独立的网络。两家组织合并时很容易出现这种情况，尤其是双方的IT部门采用了类似的地址分配惯例，例如为端点分配10/8地址段，为基础设施分配172.16/12地址段。然而，在连接一个或多个云时，地址重叠也日益常见。规模最大的单体网络通常由公有云提供商等超大规模云服务商运营，而这些网络必须使用私有IP地址。当每台服务器承载大量虚拟机或更多容器时，单个机架排就可能占用整个/16网络。随着云需求增长，访问需求也随之增加，访问方式从客户端到站点VPN扩展到站点到站点VPN、多云网络产品，甚至直接连接云数据中心的WAN。站点到站点VPN和WAN链路实际上会将部分云网络连接到客户网络。由于大多数客户网络也基于私有IP地址构建，因此IP地址重叠的情况日益增多。

临时修补IP地址重叠与彻底解决IP地址重叠

随着分布式现代应用日益普及，应用间连接也会越来越常见，例如混合云、云间和边缘到云的连接。可扩展架构需要一种能够顺畅实现自动化的IP重叠处理方法。许多网络管理员首先想到的是NAT，毕竟，NAT可让私有IP地址连接到公共互联网。然而，NAT只是转移问题，并未解决问题：这种抽象无法延伸到子网内部，因此应用和服务不得不承担处理边缘情况的负担，例如远程网络使用相同的子网范围。此外，NAT会导致从子网内部和外部收集的事件存在偏差，从而降低可见性。只有在其他方案（例如重新编号）更不可取时，NAT带来的持续运营成本才算合理。

F5的Volterra VoltMesh为IP地址重叠问题提供了简洁的解决方案。只有依赖L3的连接才会遇到地址重叠问题，因此，VoltMesh将L3地址与L4或L7事务分离，并采用F5客户信赖了25年的应用交付方法。此外，VoltMesh还具备一项独特功能：由于其功能采用分布式部署，IT团队可以选择网格中任意位置的任意IP地址来交付应用；同时，由于各项功能相互集成，因此可保持对网络、安全乃至应用的完整端到端可见性。借助VoltMesh，甚至可以将远程服务交付到本地子网，并为其分配本地IP地址，而不受其实际IP地址影响，因此完全无需更改网络：无需NAT，无需开放防火墙端口，也无需更改路由。VoltMesh无需中断网络即可提供全面控制和完整可见性，从而以简洁的方式解决IP地址重叠问题。

在多云时代，私有IP寻址推动网络不断扩展并相互连接。这意味着，只要仍以传统连接方式为重点，IP重叠就会持续成为问题。无论是在本地环境中还是云之间，F5 Volterra VoltMesh都能将应用与网络层解耦，在无需建立网络连接的情况下实现可达性，并通过清晰隔离确保私有网络的私密性，从而安全地交付服务。

如需了解更多信息，请访问F5 DevCentral上的“多云挑战之旅”，并了解如何借助F5“实现全面的多云管理”。

关于作者

F5

F5 的更多博客文章