一、混合云架构与S2S VPN的核心价值

在数字化转型浪潮中，企业面临多云环境管理的复杂挑战。混合云架构通过整合公有云（如Azure、AWS）与私有云资源，既能利用公有云的弹性扩展能力，又能保障私有云的数据安全性。而S2S VPN（Site-to-Site VPN）作为连接不同云平台的核心技术，通过加密隧道实现跨云网络的无缝通信，成为企业构建混合云的关键基础设施。

相较于公网直连，S2S VPN的优势体现在三方面：

1. 安全性增强：采用IPsec协议对传输数据进行加密，防止数据泄露；
2. 成本优化：避免公网IP的高昂费用，降低跨云通信成本；
3. 管理集中化：统一管理跨云资源，简化运维流程。

二、前期准备：环境与权限配置

1. 云平台账号与权限要求

• Azure侧：需拥有全局管理员或网络贡献者权限，确保可创建虚拟网络（VNet）、网关子网及VPN网关。
• AWS侧：需具备AWS管理员权限，可配置虚拟私有云（VPC）、客户网关（CGW）及虚拟私有网关（VGW）。
• 资源重叠检查：确保Azure VNet与AWS VPC的IP地址范围无冲突，避免路由冲突。

2. 网络拓扑设计

推荐采用对等连接（Peering）与S2S VPN结合的架构：

• Azure VNet与AWS VPC通过S2S VPN建立主通道；
• 关键服务（如数据库）通过专用链路（如Azure ExpressRoute或AWS Direct Connect）保障低延迟；
• 非关键流量通过VPN隧道传输，平衡性能与成本。

三、S2S VPN配置步骤详解

1. Azure侧配置

步骤1：创建虚拟网络（VNet）

# PowerShell示例：创建Azure VNet
New-AzVirtualNetwork -Name "AzureVNet" -ResourceGroupName "RG-Hybrid" -Location "East US" -AddressPrefix "10.0.0.0/16"

• 关键参数：地址空间（如10.0.0.0/16）、子网划分（网关子网需为/27或更大）。

步骤2：部署VPN网关

# 创建网关子网
$gatewaySubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name "GatewaySubnet" -AddressPrefix "10.0.255.0/27"
# 部署VPN网关（基于路由的VPN类型）
New-AzVirtualNetworkGateway -Name "AzureVPNGw" -ResourceGroupName "RG-Hybrid" -Location "East US" `
-GatewayType Vpn -VpnType RouteBased -GatewaySku VpnGw1 -PublicIpAddressName "AzureGwPIP" `
-VirtualNetwork $vnet -Subnet $gatewaySubnet

• 关键参数：网关SKU（VpnGw1/VpnGw2/VpnGw3影响吞吐量）、VPN类型（RouteBased支持动态路由）。

步骤3：配置本地网络网关（代表AWS端）

# 定义AWS端公网IP及地址空间
New-AzLocalNetworkGateway -Name "AWSLocalGw" -ResourceGroupName "RG-Hybrid" -Location "East US" `
-GatewayIpAddress "AWS-VGW-Public-IP" -AddressPrefix "172.16.0.0/16"

2. AWS侧配置

步骤1：创建虚拟私有云（VPC）

# AWS CLI示例：创建VPC
aws ec2 create-vpc --cidr-block 172.16.0.0/16 --region us-east-1

• 关键参数：CIDR块（需与Azure VNet无重叠）。

步骤2：配置虚拟私有网关（VGW）

# 创建并附加VGW到VPC
aws ec2 create-vpn-gateway --type ipsec.1 --region us-east-1
aws ec2 attach-vpn-gateway --vpc-id vpc-12345678 --vpn-gateway-id vgw-12345678

步骤3：创建客户网关（CGW）

# 定义Azure VPN网关公网IP
aws ec2 create-customer-gateway --type ipsec.1 --public-ip Azure-Gw-Public-IP --region us-east-1

步骤4：建立VPN连接

# 创建VPN连接（需指定预共享密钥）
aws ec2 create-vpn-connection --type ipsec.1 --customer-gateway-id cgw-12345678 `
--vpn-gateway-id vgw-12345678 --options "{\"StaticRoutesOnly\":false}" --region us-east-1

• 关键参数：静态路由或动态路由（推荐动态路由以支持BGP）。

3. 配置IPsec隧道参数

参数对齐要点

• 加密算法：Azure默认使用AES256，AWS需配置相同算法；
• Diffie-Hellman组：推荐Group2（1024位）或Group14（2048位）；
• 预共享密钥：需在Azure与AWS配置中保持一致。

示例配置（AWS端）

{
  "Type": "IPSec",
  "InsideIpCidr": "169.254.0.0/30",
  "PreSharedKey": "Your-Secret-Key",
  "Phase1DhGroupNumbers": [14],
  "Phase2DhGroupNumbers": [14],
  "Phase1EncryptionAlgorithms": ["AES-256"],
  "Phase2EncryptionAlgorithms": ["AES-256"]
}

四、验证与故障排查

1. 连接状态验证

• Azure侧：通过Get-AzVirtualNetworkGatewayConnection检查连接状态是否为“Connected”；
• AWS侧：在VPC控制台查看VPN连接状态是否为“available”；
• Ping测试：从Azure VM ping AWS EC2实例内网IP（需确保安全组允许ICMP）。

2. 常见问题解决方案

• 问题1：连接卡在“Connecting”状态

  • 检查：公网IP是否可达、防火墙是否放行UDP 500/4500端口；
  • 解决：调整安全组规则，或重启VPN网关。

• 问题2：数据包丢失

  • 检查：网关SKU是否匹配流量需求（如VpnGw1最大吞吐量100Mbps）；
  • 解决：升级网关SKU至VpnGw2或VpnGw3。

五、优化建议与最佳实践

1. 高可用性设计：部署双活VPN网关（Azure Active-Active模式+AWS双VGW）；
2. 监控告警：集成Azure Monitor与AWS CloudWatch，实时监控隧道状态；
3. 自动化运维：通过Terraform或Azure Resource Manager模板实现配置版本化。

六、总结与展望

通过S2S VPN连接Azure与AWS，企业可构建灵活、安全的混合云架构。未来，随着SD-WAN技术与S2S VPN的融合，跨云网络将进一步简化，为企业数字化转型提供更强支撑。