一、混合云架构与S2S VPN的核心价值

在数字化转型浪潮中，企业需兼顾公有云的弹性与私有云的安全性。混合云通过整合不同云平台的资源，实现数据、应用和服务的无缝流动。其中，S2S VPN（Site-to-Site VPN）作为跨云网络连接的核心技术，通过加密隧道在Azure和AWS的虚拟网络（VNet与VPC）之间建立安全通信通道，替代了传统专线的高成本方案，成为中小企业的首选。

1.1 混合云场景需求分析

• 数据同步与灾备：跨云备份关键业务数据，提升容灾能力。
• 资源弹性扩展：根据业务负载动态调配Azure与AWS的计算资源。
• 合规与隔离：满足多地数据存储法规要求，同时隔离不同业务网络。

1.2 S2S VPN的技术优势

• 低成本：按使用量付费，无需预置带宽。
• 高安全性：IPsec协议提供端到端加密，防止数据泄露。
• 灵活性：支持动态路由（BGP）与静态路由配置。

二、跨云网络规划与前提条件

2.1 网络拓扑设计

1. 地址空间规划：

   • Azure VNet：使用私有地址段（如10.0.0.0/16），划分子网（如10.0.1.0/24用于Web层）。
   • AWS VPC：选择不重叠的地址段（如172.16.0.0/16），子网按功能隔离（公共子网172.16.1.0/24，私有子网172.16.2.0/24）。

2. 对等连接设计：

   • 避免地址冲突，确保双方子网CIDR无重叠。
   • 规划VPN网关的公共IP地址，用于建立IPsec隧道。

2.2 资源准备清单

资源类型	Azure配置	AWS配置
虚拟网络	VNet名称：Az-VNet，地址段：10.0.0.0/16	VPC名称：AWS-VPC，地址段：172.16.0.0/16
VPN网关	类型：基于路由的网关（RouteBased）	虚拟私有网关（VGW），关联至AWS-VPC
本地网络网关	定义AWS端公共IP与地址空间	客户网关（CGW），指定Azure端公共IP
连接策略	IPsec策略：IKEv2，AES-256加密	隧道选项：启用Dead Peer Detection

三、分步配置指南

3.1 Azure端配置

3.1.1 创建虚拟网络与子网

# Azure CLI示例
az network vnet create --name Az-VNet --resource-group MyRG --location eastus --address-prefix 10.0.0.0/16 --subnet-name WebSubnet --subnet-prefix 10.0.1.0/24

3.1.2 部署VPN网关

1. 创建公共IP地址：

   az network public-ip create --name VpnGwIP --resource-group MyRG --location eastus --allocation-method Dynamic

2. 创建VPN网关：

   az network vnet-gateway create --name Az-VpnGw --resource-group MyRG --location eastus --public-ip-address VpnGwIP --vnet Az-VNet --gateway-type Vpn --vpn-type RouteBased --sku VpnGw1

3.1.3 配置本地网络网关

az network local-gateway create --name AWS-LocalGw --resource-group MyRG --location eastus --gateway-ip-address <AWS-VGW-PUBLIC-IP> --address-prefix 172.16.0.0/16

3.1.4 创建VPN连接

az network vpn-connection create --name Az-to-AWS --resource-group MyRG --location eastus --vnet-gateway1 Az-VpnGw --local-gateway2 AWS-LocalGw --shared-key "MySecureKey123!" --connection-type IPsec

3.2 AWS端配置

3.2.1 创建虚拟私有网关（VGW）

1. 在AWS控制台导航至VPC > 虚拟私有网关，点击“创建虚拟私有网关”。
2. 指定名称（如AWS-VGW），关联至目标VPC（AWS-VPC）。

3.2.2 配置客户网关（CGW）

• 填写Azure VPN网关的公共IP地址与内部地址空间（10.0.0.0/16）。

3.2.3 创建VPN连接

1. 在VPC > VPN连接中，选择“站点到站点VPN连接”。
2. 选择路由类型为动态（使用BGP）或静态，输入预共享密钥（需与Azure端一致）。
3. 下载配置文件，提取IPsec参数（如加密算法、DH组）以匹配Azure配置。

3.3 路由与安全组配置

3.3.1 Azure路由表更新

az network route-table create --name Az-RouteTable --resource-group MyRG --location eastus
az network route-table route create --name To-AWS --resource-group MyRG --route-table-name Az-RouteTable --address-prefix 172.16.0.0/16 --next-hop-type VirtualNetworkGateway

3.3.2 AWS路由表更新

• 在VPC路由表中添加指向VGW的路由（目标网络：10.0.0.0/16）。

3.3.3 安全组规则

• Azure NSG：允许入站/出站协议（ESP、AH、UDP 500/4500）。
• AWS NACL：放行IPsec端口（500、4500）及业务所需端口（如3389远程桌面）。

四、验证与故障排查

4.1 连接状态检查

• Azure：运行az network vpn-connection show --name Az-to-AWS --resource-group MyRG，确认connectionStatus为“Connected”。
• AWS：在VPN连接详情页查看“隧道状态”是否为“UP”。

4.2 连通性测试

# 从Azure VM测试到AWS实例
ping 172.16.1.100  # AWS私有子网中的测试实例
tracert 172.16.1.100  # 检查路径是否通过VPN隧道

4.3 常见问题解决

• 隧道频繁断开：检查预共享密钥一致性，调整DPD（Dead Peer Detection）间隔。
• 路由未生效：确认双方路由表包含对方地址段，且无更具体的路由覆盖。
• 防火墙拦截：在云安全组和企业防火墙中放行IPsec协议。

五、优化与扩展建议

1. 高可用性设计：

   • 在Azure中部署双活VPN网关，AWS端配置多隧道。
   • 使用Azure Traffic Manager或AWS Route 53实现故障转移。

2. 性能监控：

   • 集成Azure Monitor与AWS CloudWatch，监控隧道带宽与延迟。
   • 设置警报规则，当丢包率超过阈值时触发通知。

3. 自动化运维：

   • 通过Terraform或AWS CloudFormation实现基础设施即代码（IaC），快速重建环境。
   • 使用Azure Automation或AWS Lambda定期验证连接状态。

六、总结

通过S2S VPN连接Azure与AWS，企业可构建灵活、安全且低成本的混合云架构。本文从网络规划、配置步骤到故障排查提供了全流程指导，关键点包括：

• 严格规划地址空间，避免冲突。
• 确保IPsec参数（加密算法、预共享密钥）在两端一致。
• 通过路由表和安全组精细控制流量。

未来，随着SD-WAN技术的成熟，跨云连接将进一步简化，但S2S VPN仍是当前兼顾安全与成本的主流方案。建议读者从测试环境开始，逐步验证业务场景的兼容性。