一、云上公网入口的核心价值与选型意义

在云计算架构中，公网入口是连接内部服务与外部流量的关键通道。合理的公网入口设计直接影响系统的可用性、安全性与成本效率。当前主流的云上公网入口方案包括：负载均衡（SLB）、弹性公网IP（EIP）和NAT网关，三者分别对应不同的业务场景与技术需求。

选型决策的核心逻辑需围绕三大维度展开：

1. 流量类型：是面向用户请求的南北向流量，还是服务间通信的东西向流量？
2. 规模需求：单IP承载的并发连接数、带宽峰值及扩展弹性要求
3. 安全策略：是否需要独立IP、DDoS防护、访问控制等高级功能

二、SLB（负载均衡器）：高可用服务的流量分发中枢

1. 技术架构与核心功能

SLB通过虚拟IP（VIP）对外提供服务，将用户请求智能分发至后端服务器池。其技术实现包含四层负载均衡（TCP/UDP）和七层负载均衡（HTTP/HTTPS），支持轮询、加权轮询、最小连接数等调度算法。

典型应用场景：

• 高并发Web服务（如电商平台、社交应用）
• 微服务架构的API网关
• 需要会话保持的在线业务系统

2. 性能优势与扩展能力

以某云厂商的SLB为例，单实例可支持：

• 500万并发连接数
• 10Gbps带宽峰值
• 毫秒级健康检查响应

通过集群化部署，SLB可实现跨可用区（AZ）的高可用，当主可用区故障时，流量自动切换至备可用区，保障服务连续性。

3. 成本模型与使用建议

SLB采用”基础费用+流量费用”的计费模式，以某云为例：

• 四层SLB：0.05元/小时
• 七层SLB：0.1元/小时
• 流量费用：0.8元/GB

选型建议：

• 当后端服务器数量≥3台时，SLB的成本效益显著
• 需要SSL证书卸载的HTTPS服务优先选择七层SLB
• 避免将SLB作为固定IP使用（VIP可能变更）

三、EIP（弹性公网IP）：灵活独立的网络出口

1. EIP的技术本质与使用场景

EIP是可动态绑定的静态公网IP地址，支持与云服务器（ECS）、负载均衡器（SLB）、NAT网关等资源解耦。其核心价值在于提供稳定的网络标识，适用于需要独立公网IP的业务场景。

典型应用场景：

• 需要备案的域名解析（每个域名需对应独立IP）
• 服务器迁移时的IP保持
• 需要直接暴露服务的特殊应用（如FTP、邮件服务器）

2. 带宽管理与弹性扩展

EIP支持按流量和按带宽两种计费模式，以某云为例：

• 按带宽：20-1000Mbps阶梯定价（如50Mbps月费936元）
• 按流量：0.8元/GB（适合突发流量）

性能优化技巧：

• 结合BGP多线接入，降低跨运营商延迟
• 启用DDoS基础防护（默认5Gbps防护能力）
• 定期检查EIP的绑定状态，避免资源泄漏

3. 成本对比与使用限制

相较于SLB，EIP的单位带宽成本更高，但具有以下优势：

• 可独立申请IPv6地址
• 支持IP白名单等精细访问控制
• 适用于需要固定IP的合规场景

使用限制：

• 单账号默认配额20个EIP（可申请提升）
• 欠费停机后EIP将被回收
• 跨区域绑定可能产生额外费用

四、NAT网关：私有网络的安全出站方案

1. NAT网关的技术原理与架构

NAT网关通过地址转换技术，允许多个私有网络（VPC）内的实例共享少量公网IP访问互联网。其核心组件包括：

• SNAT：源网络地址转换（出站）
• DNAT：目的网络地址转换（入站，需配合EIP）
• 端口转发：将特定端口映射至内网服务

2. 性能指标与高可用设计

主流云厂商的NAT网关性能参数：

• 最大连接数：100万-500万
• 带宽峰值：5Gbps-20Gbps
• 每秒新建连接数：3万-10万

高可用实现：

• 跨可用区部署（主备模式）
• 自动故障检测与切换
• 弹性带宽扩容（支持秒级调整）

3. 典型应用场景与配置示例

场景1：内网服务出站访问

VPC内ECS（192.168.1.100）→ NAT网关 → 互联网

配置步骤：

1. 创建NAT网关并绑定EIP
2. 在子网路由表中添加指向NAT网关的路由
3. 配置SNAT规则（允许192.168.1.0/24出站）

场景2：端口转发入站

公网用户 → EIP:80 → NAT网关 → 内网Web服务器:8080

配置要点：

• 确保安全组放行目标端口
• 避免端口冲突
• 定期检查转发规则有效性

4. 成本效益分析

NAT网关采用”实例费+流量费”模式，以某云为例：

• 小型实例：0.12元/小时（适合50台ECS以下）
• 中型实例：0.6元/小时（适合50-200台ECS）
• 流量费：0.8元/GB

成本优化建议：

• 共享型NAT网关适合出站流量稳定的业务
• 突发流量场景考虑按需实例
• 结合CDN降低回源流量

五、三方案对比与选型决策树

1. 功能特性对比表

特性	SLB	EIP	NAT网关
IP稳定性	VIP可能变更	固定IP	依赖绑定的EIP
并发能力	500万+	单机限制	100万-500万
协议支持	四层/七层	任意协议	主要四层
健康检查	支持	不支持	不支持
扩展性	集群扩展	单点	横向扩展

2. 选型决策树

1. 是否需要负载均衡？
   • 是 → 进入SLB评估
   • 否 → 进入步骤2
2. 是否需要独立固定IP？
   • 是 → 选择EIP
   • 否 → 进入步骤3
3. 是否需要内网服务出站？
   • 是 → 选择NAT网关
   • 否 → 重新评估需求

3. 混合架构实践案例

电商系统架构示例：

• 前端Web层：SLB（七层）+ ECS集群
• 支付接口：EIP（固定IP+SSL证书）
• 订单处理：内网微服务通过NAT网关访问第三方API
• 数据库：仅内网访问，无需公网入口

此架构实现：

• 高并发处理能力（SLB）
• 合规性要求（支付接口固定IP）
• 安全性保障（数据库隔离）
• 成本优化（NAT网关共享出站）

六、未来趋势与选型建议

随着云原生技术的发展，公网入口方案呈现两大趋势：

1. 服务化整合：云厂商逐步推出融合SLB、WAF、DDoS防护的统一网关服务
2. 智能化调度：基于AI的流量预测实现自动扩缩容

2024年选型建议：

• 新建系统优先考虑云厂商的应用型负载均衡（集成WAF、CDN等功能）
• 传统架构迁移可分步实施：先通过EIP保障业务连续性，再逐步引入SLB
• 关注IPv6支持能力，未来公网入口需具备双栈访问能力

结语

SLB、EIP、NAT网关三种方案各有其适用场景，没有绝对的优劣之分。开发者应根据业务特性、流量模式、安全要求等综合因素进行选型。在实际架构设计中，往往需要组合使用多种方案，例如通过SLB提供高可用服务入口，配合EIP满足合规需求，再利用NAT网关实现内网安全出站。合理的公网入口设计是构建稳定、高效、安全云上架构的基础。