多应用共享公网带宽（代码示例） - NAT 网关

配置场景

本文以下图场景为例。某公司创建了两台ECS实例，每台ECS实例都部署了一个应用服务，要求应用服务可以面向互联网提供服务，服务端口为80。两个ECS实例在不同时间段的带宽需求量不同，具体如下：

ECS1实例的业务高峰期为每天的13:00:00~18:00:00，带宽需求量为1000Mbps，其他时间为业务低谷期，带宽需求量为500Mbps。
ECS2实例的业务高峰期为每天的19:00:00~23:00:00，带宽需求量为1000Mbps，其他时间为业务低谷期，带宽需求量为500Mbps。

如果为每个ECS实例购买公网带宽，则需要购买2000Mbps带宽，但在业务低谷期带宽利用率低，造成带宽资源浪费。

您可以组合使用NAT网关的DNAT功能和共享带宽的共享功能，配置成功后：

DNAT功能可以将NAT网关上的公网IP映射给ECS实例使用，使ECS实例可以面向互联网提供服务。
共享带宽可以实现多个应用共享一份公网带宽，以节省公网成本。

前提条件

开始前，请确保以下条件：

您已经注册了阿里云账号。如未注册，请先完成账号注册。
您已经创建了访问密钥（AccessKey）。如未创建，请前往AccessKey管理页面创建AccessKey。
您已经安装了Python开发环境和Alibaba Cloud SDK for Python。详细信息，请参见安装阿里云Python SDK。
您已经创建了专有网络（VPC）和交换机。具体操作，请参见CreateVpc。
您已经在交换机中创建了ECS实例，且ECS实例部署了应用服务。具体操作，请参见CreateInstance。
您已经创建了两个弹性公网IP（EIP），用于绑定NAT网关实例。EIP必须满足以下条件：
- EIP的地域与要绑定的NAT网关的地域相同。
- EIP的计费方式必须为按量计费。
具体操作，请参见AllocateEipAddress。

配置步骤

步骤一：创建NAT网关

NAT网关是一款企业级的公网网关，提供NAT代理功能。在配置DNAT条目前，您需要先创建一个NAT网关实例。

说明创建增强型NAT网关时，您必须指定NAT网关所属的交换机，系统会为增强型NAT网关分配一个交换机内的空闲私网IP地址。

如果您要在存量交换机中创建增强型NAT网关，请确保交换机所属的可用区支持创建增强型NAT网关，且交换机有可用的IP。
如果您还未创建交换机，请先在支持创建增强型NAT网关的可用区创建交换机，然后再指定增强型NAT网关所属的交换机。

您可以通过ListEnhanhcedNatGatewayAvailableZones接口查询增强型NAT网关的资源可用区，通过DescribeVSwitches接口查询交换机中的可用IP数。

根据以下代码示例，创建NAT网关。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.CreateNatGatewayRequest import CreateNatGatewayRequest

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

# 创建NAT网关实例
request = CreateNatGatewayRequest()
request.set_accept_format('json')

# NAT网关所属的VPC ID
request.set_VpcId("vpc-uf68wppzf839896z7****")

# NAT网关的名称
request.set_Name("test")

# NAT网关的描述
request.set_Description("test")

# NAT网关的规格
# 取值：Small（默认值）：小型 Middle：中型 Large：大型 XLarge.1：超大型-1，本示例取值Small，请根据实际业务需求设置规格
request.set_Spec("Small")

# NAT网关的付费模式
# 取值：PostPaid（默认值）：按量付费 PrePaid：包年包月
request.set_InstanceChargeType("PrePaid")

# 包年包月的计费周期
# 取值：Month（默认值）：按月付费 Year：按年付费
# 当InstanceChargeType参数的取值为PrePaid时，该参数必选；当InstanceChargeType参数的值为PostPaid时，该参数可不填
request.set_PricingCycle("Month")

# 购买时长
# 当PricingCycle取值Month时，Period取值范围为1~9,当PricingCycle取值Year时，Period取值范围为1~3
request.set_Duration("1")

# 自动付费
# 取值：false：不开启自动付费，生成订单后需要到订单中心完成支付 true：开启自动付费，自动支付订单
request.set_AutoPay(True)

# NAT网关所属的交换机ID
# 创建增强型NAT网关时，您必须指定NAT网关所属的交换机，系统会为增强型NAT网关分配一个交换机内的空闲私网IP地址
request.set_VSwitchId("vsw-uf6gnat6e5tk0gnbm****")

# NAT网关的网关类型
# 取值：Normal：普通型NAT网关 Enhanced：增强型NAT网关
# 增强型NAT网关在普通型NAT网关的技术架构上作了升级，具有更优的弹性和更强的稳定性，帮助您更好的管理公网访问流量
request.set_NatType("Enhanced")

# NAT网关的计费类型
# 取值：PayBySpec：按固定规格计费 PayByLcu：按使用量计费
request.set_InternetChargeType("PayBySpec")

# 发起API请求并打印返回
response = client.do_action_with_exception(request)

# python2:  print(response)
print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "RequestId": "3164006B-33DB-46BB-B77D-FC80094D1F10",
    "SnatTableIds": {
        "SnatTableId": []
    },
    "ForwardTableIds": {
        "ForwardTableId": []
    },
    "NatGatewayId": "ngw-uf6htj15rgyp8ivix****"
}

根据以下代码示例，查询NAT网关的详细信息。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.DescribeNatGatewaysRequest import DescribeNatGatewaysRequest

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

# 查询NAT网关的详细信息
request = DescribeNatGatewaysRequest()
request.set_accept_format('json')

# 要查询的NAT网关实例ID
request.set_NatGatewayId("ngw-uf6htj15rgyp8ivix****")

# 发起API请求并打印返回
response = client.do_action_with_exception(request)

# python2:  print(response)
print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "TotalCount": 1,
    "RequestId": "4040A37C-45C0-4C85-B16D-0F7EA3084108",
    "PageSize": 10,
    "PageNumber": 1,
    "NatGateways": {
        "NatGateway": [{
            "Status": "Available",
            "Description": "test",
            "ResourceGroupId": "rg-acfmx2k5un****",
            "InstanceChargeType": "PrePaid",
            "ForwardTableIds": {
                "ForwardTableId": ["ftb-uf6hdobgppflyr2ng****"]
            },
            "IpLists": {
                "IpList": []
            },
            "BandwidthPackageIds": {
                "BandwidthPackageId": []
            },
            "AutoPay": false,
            "DeletionProtection": false,
            "BusinessStatus": "Normal",
            "NatType": "Enhanced",
            "Name": "test",
            "InternetChargeType": "PayBySpec",
            "NatGatewayPrivateInfo": {
                "IzNo": "",
                "PrivateIpAddress": "",
                "EniInstanceId": "",
                "VswitchId": ""
            },
            "EcsMetricEnabled": false,
            "VpcId": "vpc-uf68wppzf839896z7****",
            "SnatTableIds": {
                "SnatTableId": ["stb-uf6qneg0l83lxignc****"]
            },
            "ExpiredTime": "2020-10-28T16:00Z",
            "CreationTime": "2020-09-28T07:24:09Z",
            "RegionId": "cn-shanghai",
            "Spec": "Small",
            "NatGatewayId": "ngw-uf6htj15rgyp8ivix****"
        }]
    }
}

步骤二：将EIP与NAT网关绑定

NAT网关作为一个网关设备，需要绑定公网IP才能正常工作。

根据以下代码示例，将EIP与NAT网关绑定。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.AssociateEipAddressRequest import AssociateEipAddressRequest

# 要绑定NAT网关的EIP的ID，本示例取值EIP1和EIP2的ID
allocationIds = ["eip-uf6pvlaprugu1azc8****", "eip-uf69ls0f3qgv0alk6****"]

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

# 将EIP与NAT网关绑定
for i in range(0, 2):
    request = AssociateEipAddressRequest()
    request.set_accept_format('json')

    # 要绑定EIP的NAT网关ID
    request.set_InstanceId("ngw-uf6htj15rgyp8ivix****")

    # 要绑定NAT网关的EIP的ID
    request.set_AllocationId(allocationIds[i])

    # 要绑定EIP的资源类型
    request.set_InstanceType("NAT")
    
    # 发起API请求并打印返回
    response = client.do_action_with_exception(request)

    # python2:  print(response)
    print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "RequestId": "8292A46D-F720-4AEE-98FB-7D3352BA2B63"
}
{
    "RequestId": "E62EEBF8-D327-440E-95BC-8884832C1326"
}

步骤三：创建DNAT条目

通过NAT网关的DNAT功能，可以将NAT网关上的公网IP映射给ECS实例使用，使ECS实例能够提供互联网服务。在本示例中，您需要为ECS1和ECS2实例创建如下DNAT条目。


条目名称	公网IP地址	公网端口	协议类型	私网IP地址	私网端口
DNAT1	EIP1	80	TCP	ECS1	80
DNAT2	EIP2	80	TCP	ECS2	80

根据以下代码示例，为ECS1实例创建DNAT条目。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.CreateForwardEntryRequest import CreateForwardEntryRequest

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

# 创建DNAT条目
request = CreateForwardEntryRequest()
request.set_accept_format('json')

# 要创建DNAT条目的DNAT列表ID
request.set_ForwardTableId("ftb-uf6hdobgppflyr2ng****")

# 提供公网访问的公网IP地址，本示例取值EIP1的IP地址
request.set_ExternalIp("101.xx.xx.137")

# 需要进行端口转发的外部端口，取值范围：1~65535。本示例取值80
request.set_ExternalPort("80")

# 需要进行公网通信的ECS实例的私网IP地址，本示例取值ECS1的IP地址
request.set_InternalIp("192.xx.xx.100")

# 需要进行端口转发的内部端口，取值范围：1~65535。本示例取值80
request.set_InternalPort("80")

# 协议类型
# 取值：TCP：转发TCP协议的报文 UDP：转发UDP协议的报文 Any：转发所有协议的报文
request.set_IpProtocol("TCP")

# DNAT条目的名称，本示例取值DNAT1
request.set_ForwardEntryName("DNAT1")

# 发起API请求并打印返回
response = client.do_action_with_exception(request)

# python2:  print(response)
print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "RequestId": "93A6E13E-C168-4444-9DF1-F4B22B1E0A12",
    "ForwardEntryId": "fwd-uf69gp4nyj8b9aa2n****"
}

根据以下代码示例，为ECS2实例创建DNAT条目。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.CreateForwardEntryRequest import CreateForwardEntryRequest

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

# 创建DNAT条目
request = CreateForwardEntryRequest()
request.set_accept_format('json')

# 要创建DNAT条目的DNAT列表ID
request.set_ForwardTableId("ftb-uf6hdobgppflyr2ng****")

# 提供公网访问的公网IP地址，本示例取值EIP1的IP地址
request.set_ExternalIp("106.xx.xx.94")

# 需要进行端口转发的外部端口，取值范围：1~65535。本示例取值80
request.set_ExternalPort("80")

# 需要进行公网通信的ECS实例的私网IP地址，本示例取值ECS1的IP地址
request.set_InternalIp("192.xx.xx.101")

# 需要进行端口转发的内部端口，取值范围：1~65535。本示例取值80
request.set_InternalPort("80")

# 协议类型
# 取值：TCP：转发TCP协议的报文 UDP：转发UDP协议的报文 Any：转发所有协议的报文
request.set_IpProtocol("TCP")

# DNAT条目的名称，本示例取值DNAT2
request.set_ForwardEntryName("DNAT2")

# 发起API请求并打印返回
response = client.do_action_with_exception(request)

# python2:  print(response)
print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "RequestId": "EB455CB3-222E-4F62-AF20-FAF908615717",
    "ForwardEntryId": "fwd-uf6g8gu2ld36nohly****"
}

步骤四：创建共享带宽

共享带宽提供地域级带宽共享和复用功能，可以为您节省公网带宽使用成本。

根据以下代码示例，创建一个共享带宽实例。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.CreateCommonBandwidthPackageRequest import CreateCommonBandwidthPackageRequest

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

# 创建共享带宽实例
request = CreateCommonBandwidthPackageRequest()
request.set_accept_format('json')

# 共享带宽的带宽峰值，取值：1000~5000，单位为Mbps，本示例取值1500，请根据实际业务需求设置带宽峰值
request.set_Bandwidth(1500)

# 线路类型
# 取值：BGP：BGP（多线）线路 BGP_PRO：BGP（多线）精品线路
request.set_ISP("BGP")

# 共享带宽的名称
request.set_Name("test")

# 共享带宽的描述
request.set_Description("test")

# 共享带宽的计费方式
# 取值：PayByBandwidth（默认值）：按带宽计费 PayBy95：按增强型95计费
request.set_InternetChargeType("PayByBandwidth")

# 发起API请求并打印返回
response = client.do_action_with_exception(request)

# python2:  print(response)
print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "RequestId": "592C8AB6-09AC-4751-9B17-231BF8FEEA44",
    "ResourceGroupId": "rg-acfmx2k5unk****",
    "BandwidthPackageId": "cbwp-uf6jvfp1wqps1vywa****"
}

步骤五：将EIP添加到共享带宽

您可以将EIP1和EIP2添加到共享带宽实例中，EIP添加到共享带宽实例后：

EIP绑定的NAT网关会共享已购买的共享带宽。
EIP原本的带宽峰值无效，与共享带宽实例的带宽峰值相同。
EIP原本的计费方式无效。EIP变为一个公网IP，不额外收取EIP的流量费和带宽费。

根据以下代码示例，将EIP添加到共享带宽。

from aliyunsdkcore.client import AcsClient
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ClientException
from aliyunsdkcore.acs_exception.exceptions import ServerException
from aliyunsdkvpc.request.v20160428.AddCommonBandwidthPackageIpRequest import AddCommonBandwidthPackageIpRequest

# 定义要添加到共享带宽实例的EIP，本示例要将EIP1和EIP2添加到共享带宽
IpInstanceIds = ["eip-uf6pvlaprugu1azc8****","eip-uf69ls0f3qgv0alk6****"]

# 创建AcsClient实例
# yourAccessKeyId：您的AccessKey ID
# yourAccessKeySecret：您的AccessKey Secret
# yourRegionId：地域ID
client = AcsClient("yourAccessKeyId","yourAccessKeySecret","yourRegionId")

for i in range(0, 2):
    # 将EIP添加到共享带宽
    request = AddCommonBandwidthPackageIpRequest()
    request.set_accept_format('json')
    
    # 共享带宽的ID
    request.set_BandwidthPackageId("cbwp-uf6jvfp1wqps1vywa****")

    # 要添加到共享带宽实例的EIP
    request.set_IpInstanceId(IpInstanceIds[i])

    # 发起API请求并打印返回
    response = client.do_action_with_exception(request)

    # python2:  print(response)
    print(str(response, encoding='utf-8'))

执行结果如下：

{
    "RequestId": "658D8E3C-A85E-406C-AE49-EE6ECA2B9252"
}
{
    "RequestId": "166E9BF2-C12B-45B6-A712-633AD535B446"
}

步骤六：访问测试

您可以使用互联网中的任意一台电脑访问ECS1和ECS2实例上部署的应用服务，测试ECS实例的连通性。

说明请确保ECS实例的安全组规则允许互联网访问ECS实例。

打开互联网任意电脑的浏览器。
输入绑定到NAT网关的EIP，访问部署在ECS实例上的应用服务。
经验证，可以从互联网访问部署在ECS1和ECS2实例上的应用服务，同时ECS1和ECS2实例共用一份公网带宽，可以应对业务高峰。

图 1. 访问ECS1实例上的应用服务

图 2. 访问ECS2实例上的应用服务