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建立 VPC 并基于参数动态创建子网的 CloudFormation 模板
创建 Subnet
在大型企业云迁移项目组，经常会遇到企业将线下数据中心的子网迁移到 AWS 云上。线下的子网划分一般会根据子网的使用功能不同进行划分，例如防火墙子网、负载均衡器子网、配合部署高可用架构的心跳线子网、应用系统子网等。不同企业的子网划分规则、子网的掩码大小和路由规则均不相同，并且在迁移后的系统上线后，企业还会经常划分新的网段以部署新的应用系统，这就需要有一个通用的模板来协助网络管理人员简化工作流程，提高工作效率。在我所经历过的一个项目中，生产 VPC 的子网划分有47个之多，且子网掩码有/24, /25, /26. 27/, /28等不同，在添加新的子网时，需要仔细计算新的子网 CIDR 以及为新建子网配置路由表。
动态创建子网的方案概述
因为 CloudFormation 不支持程序逻辑，只支持静态资源的创建，所以在本方案中采用 AWS Lambda 来基于输入参数动态创建不同类型的子网。我们定义了3种不同类型的子网：公共子网 (Public Subnet)， 外部子网 (External Subnet)，内部子网 (Internal Subnet) Subnet。
公共子网的路由表有如下路由信息：
| Destination | Target |
| 0.0.0.0/0 | igw-xxxxx (Internet Gateway) |
部署在公共子网中的服务器可以直接与 Internet 进行通信（缺省分配 Internet IP 地址，并且有指向 Internet Gateway 的缺省路由）。
外部子网的路由表有如下路由信息：
| Destination | Target |
| 0.0.0.0/0 | nat-xxxxx (NAT gateway) |
| pl-xxxxxx (com.amazonaws.cn-north-1.s3) | vpce-xxxxxxx |
| pl-xxxx (com.amazonaws.cn-north-1.dynamodb) | vpce-xxxx |
部署在外部子网的服务器可以通过 NAT Gateway 与 Internet 进行通信，并且可以不通过互联网访问 S3 和 dynamodb。
内部子网的路由表有如下路由信息：
| Destination | Target |
| pl-xxxxxx (com.amazonaws.cn-north-1.s3) | vpce-xxxxxxx |
| pl-xxxx (com.amazonaws.cn-north-1.dynamodb) | vpce-xxxx |
部署在内部子网的服务器不能访问 Internet，但是能直接访问 S3 和 dynamodb。
本方案使用2个 CloudFomation 模板， 第一个模板(CreateBaseVpc.json)创建共享资源，例如 VPC、Internet Gateway、公共子网 (Public Subnet) 路由表、在各个可用区内创建公共子网、NAT Gateway、 VPC Endpoint (S3 endpoint和DynamoDB endpoint)和创建外部子网路由表。在这个模板中还创建了3个 Lambda 功能函数：
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SharedInfra – 对应 python 程序 create_shared_infra.zip
功能：根据输入的参数，在程序运行的AWS Region的每个AZ内创建公共子网，将在 CreateBaseVpc.json 模板中建立的公共子网路由表关联到每个公共子网。 在每个公共子网内创建 NAT Gateway 和VPC endpoint，创建内部子网路由表，创建外部子网路由表。删除已经创建完成的资源，包括：子网、路由表、vpc endpoint、NAT Gateway、Elastic IP。
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CreateExternalRoute – 对应 python 程序 create_external_route.zip
功能：创建外部子网路由表中的路由。因为 NAT Gateway 的创建速度比较慢，创建路由时一定要等待 NAT Gateway 的状态变成 available 后才可以成功。如果将此功能与 SharedInfra 放在一起，在执行的时候容易发生 Lambda 运行超时错误。删除已经创建的路由信息。
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SubnetAutomation – 对应 python 程序 subnet_creation.zip
功能：根据输入的参数，计算网路的子网掩码，创建公共子网、外部子网和内部子网，并将在公共子网路由表、内部子网路由表和外部子网路由表关联到相应的子网上。删除已经创建完成子网。在 CreateBaseVpc.json 模板运行时，通过创建用户定义资源 ExternalRouteCreation和SharedInfraCreation 分别触发 Lambda 功能 CreateExternalRoute 和 SharedInfra，从而完成共享资源的创建。并提供了 SubnetAutomation 的功能函数 ARN，供运行第二个模板时调用。
第二个模板 (SubnetAuto.json) 创建动态资源，例如根据输入参数的不同计算子网掩码、创建子网并分配路由表。
本方案中创建子网时的输入参数并不需要 CIDR，只需要指定子网要提供的可用 IP 地址的个数即可，程序在计算可用 IP 地址时已经排除了 AWS 子网子网中保留的5个 IP 地址。例如：如果要创建有50个 IP 的子网，则子网掩码是/26，共计有64-5=59个可用IP地址；如果要创建有16个 IP 的子网，则子网掩码是/27，共计有32-5=27个可用 IP 地址。
创建子网的参数输入规则如下：
- 每个子网包含4个部分，之间使用“:”分隔 – 功能: IP 地址数量:可用区:子网类型
- 可用区根据Region的不同可选项为：1a,1b,1c,1d,1e等
- 子网类型的可选项为：p（公共子网），e（外部子网）或者 i（内部子网）
- 不同子网之间使用“,”分隔。
安装和运行
- 在浏览器中输入：https://github.com/shaneliuyx/autosubnet_creation， 下载2个 json 文件和3个 zip 文件。将3个 zip 文件上传到一个 S3 存储桶中。
- 打开 AWS 控制台，并选择 CloudFormation，选择存储在本地的 json 文件 json，运行 CloudFormation 模板。
- 假设输入缺省的 PublicSubnetCapacity 和 VpcCidr 如下：
- 选择 Next，直至 AWS 资源开始创建
- 最终运行结果如下：
创建的 Subnet 如下：
公共子网路由表：
- 打开 AWS 控制台，并选择 CloudFormation，选择存储在本地的 json 文件 json，运行 CloudFormation 模板。
- 输入 SubnetParameters：web1:50:1a:p,web1:50:1b:p,app1:50:1a:e,app1:50:1b:e,db1:50:1a:i,db1:50:1b:i
这将创建6个子网，其中 Web、APP 和 DB 各2个子网，分布在2个 AZ 中:
- 运行结果如下:
创建的子网：
内部子网路由表：
外部子网路由表：
假设现在还要创建一个包含16个有效 IP 的公共子网用于部署网络设备，可以再运行一次SubnetAuto.json，输出参数：net1:16:1a:p,net1:16:1b:p
则可以创建出如下子网：
与其他 CloudFormation 模板配合使用，进行 Landing Zone 部署
Landing Zone 中文名称翻译成着陆区，是指 AWS 的基本环境，用户在其上部署安全和运维流程。Landing Zone 的内容包含：账户结构、账户安全基线、网络结构和AWS用户访问管理。下面简单的介绍一下 AWS Landing Zone 的最佳实践。
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账户结构
AWS 建议账户的划分与企业的组织架构和运维部门的组织架构一致。例如按照如下结构划分账户：
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账户安全基线
AWS 建议在所有账户内打开 CloudTrail 和 AWS Config 功能。所有日志信息要复制到安全账户内的 S3 存储桶中。建立跨账户访问的 Auditor 角色。
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网络结构
AWS 建议删除缺省 VPC，建立客户自己定义的 VPC。建立共享 VPC（包含目录服务、邮件服务器等），应用 VPC 与共享 VP C建立 Peer 关系。通过 VPN 或者 Direct Connect 与线下的数据中心建立网络连接，或者采用 Transit VPC（参考 https://aws.amazon.com/answers/networking/aws-global-transit-network/ ，https://aws.amazon.com/blogs/aws/aws-solution-transit-vpc/ ）建立集中的网络控制机制。网络输入输出的安全控制（建立堡垒机，建立 Security Group、网络 ACL 或者第三方的防火墙工具）
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AWS 用户访问管理
包括建议基于 SAML 的单点登录，建立跨账户角色访问机制等。
上述介绍的建立 VPC 和子网的方法可以看成建立 Landing Zone 的基础，在此之上，我们还可以使用 CloudFormation 建立堡垒机，打开 CloudTrail 和 AWS config，建立不同账户间的日志（log）复制机制，建立 Config Rule 进行合规性检查等等。 AWS 已经开发出多个 QuickStart CloudFormation 脚本协助用户完成上述工作，但是这些脚本在中国区（BJS）运行时需要做一些修改。下表列出了一些可用的资源，其中中国区部署模板是我针对中国区的特点修改过的，可以在BJS正常运行。