Amazon Virtual Private Cloud
用户指南
AWS 文档中描述的 AWS 服务或功能可能因区域而异。要查看适用于中国区域的差异,请参阅中国的 AWS 服务入门

NAT 网关

您可以使用网络地址转换 (NAT) 网关允许私有子网中的实例连接到 Internet 或其他 AWS 服务,但阻止 Internet 发起与这些实例的连接。有关 NAT 的更多信息,请参阅NAT

您在账户中创建和使用 NAT 网关会产生费用。NAT 网关小时使用费率和数据处理费率适用于此。Amazon EC2 数据传输费同样适用。有关更多信息,请参阅 Amazon VPC 定价

NAT 网关不支持 IPv6 流量,而是改用仅出口 Internet 网关。有关更多信息,请参阅仅出口 Internet 网关

NAT 网关基本知识

要创建 NAT 网关,您必须指定 NAT 网关应处于哪个公有子网中。有关公有子网和私有子网的更多信息,请参阅子网路由。还必须在创建 NAT 网关时指定与该网关关联的弹性 IP 地址。一旦将弹性 IP 地址与 NAT 网关关联,便无法更改它。创建 NAT 网关之后,必须更新与您的一个或多个私有子网关联的路由表,以将 Internet 绑定流量指向该 NAT 网关。这使您的私有子网中的实例可以与 Internet 通信。

每个 NAT 网关都在特定可用区中创建,并在该可用区进行冗余实施。您可以在一个可用区中创建的 NAT 网关存在数量限制。有关更多信息,请参阅 Amazon VPC 限制

注意

如果您在多个可用区中拥有资源,并且它们共享一个 NAT 网关,则在该 NAT 网关的可用区不可用时,其他可用区中的资源将无法访问 Internet。要创建不依赖于可用区的架构,请在每个可用区中都创建一个 NAT 网关,并配置路由以确保这些资源使用自身可用区中的 NAT 网关。

您可以删除不再需要的 NAT 网关。删除 NAT 网关会解除其弹性 IP 地址关联,但不会从您的账户释放该地址。

下图演示了一个包含 NAT 网关的 VPC 架构。主路由表将 Internet 流量从私有子网中的实例发送到 NAT 网关。NAT 网关通过使用自身的弹性 IP 地址作为源 IP 地址,将流量发送到 Internet 网关。


          具有公有和私有子网以及一个 NAT 网关的 VPC

NAT 网关规则和限制

NAT 网关具有以下特征和限制:

  • NAT 网关支持 5 Gbps 带宽并会自动扩展到 45 Gbps。如果您需要更大的带宽,可以通过将资源拆分到多个子网中并在每个子网中都创建 NAT 网关来分配工作负载。

  • 每个 NAT 网关只能关联一个弹性 IP 地址。创建弹性 IP 地址后,无法解除该地址与 NAT 网关的关联。如果您需要为 NAT 网关使用不同的弹性 IP 地址,则必须创建具有所需地址的新 NAT 网关,更新路由表,然后删除现有 NAT 网关 (如果不再需要)。

  • NAT 网关支持以下协议:TCP、UDP 和 ICMP。

  • 不能为 NAT 网关关联安全组。可以为私有子网中的实例使用安全组以便控制进出这些实例的流量。

  • 您可以使用网络 ACL 控制进出 NAT 网关所在子网的流量。网络 ACL 适用于 NAT 网关的流量。NAT 网关使用端口 1024–65535。有关更多信息,请参阅 网络 ACL

  • NAT 网关在创建时会收到一个网络接口,该网络接口从您的子网的 IP 地址范围自动分配有一个私有 IP 地址。可以在 Amazon EC2 控制台中查看 NAT 网关的网络接口。有关更多信息,请参阅查看有关网络接口的详细信息。此网络接口的属性不可修改。

  • 不能通过与 VPC 关联的 ClassicLink 连接来访问 NAT 网关。

  • 对于每个唯一目的地,NAT 网关最多可以支持 55000 个并发连接。如果您每秒创建了大约 900 个与单个目的地的连接 (大约每分钟 55,000 个连接),该限制也适用。如果目的地 IP 地址、目的地端口或协议 (TCP/UDP/ICMP) 发生更改,则可以再创建 55,000 个连接。若超过 55000 个连接,因接口分配错误导致连接错误的机会将提升。您可以通过查看您的 NAT 网关 ErrorPortAllocation CloudWatch 指标来监视这些错误。有关更多信息,请参阅使用 Amazon CloudWatch 监控 NAT 网关

从 NAT 实例迁移

如果您已在使用 NAT 实例,可以将它替换为 NAT 网关。为此,可以在您的 NAT 实例所在的同一子网中创建一个 NAT 网关,然后将路由表中指向该 NAT 实例的现有路由替换为指向该 NAT 网关的路由。若要 NAT 网关使用 NAT 实例当前所用的弹性 IP 地址,您必须先解除该弹性 IP 地址与 NAT 实例的关联,并在创建 NAT 网关时将该地址与该网关关联。

注意

如果您将路由从 NAT 实例更改为 NAT 网关,或者,如果解除弹性 IP 地址与 NAT 实例的关联,则所有当前连接都会中断,必须重新建立。请确保您没有任何关键任务(或任何通过 NAT 实例操作的其他任务)正在运行。

将 NAT 网关用于 VPC 终端节点、AWS Site-to-Site VPN、AWS Direct Connect 或 VPC 对等连接

NAT 网关无法通过 VPC 终端节点、AWS Site-to-Site VPN 连接、AWS Direct Connect 或 VPC 对等连接发送流量。如果您在私有子网中的实例必须通过 VPC 终端节点、Site-to-Site VPN 连接或 AWS Direct Connect 访问资源,则使用私有子网的路由表将流量直接路由到这些设备。

例如,如果私有子网的路由表包含以下路由:Internet 绑定流量 (0.0.0.0/0) 路由到一个 NAT 网关,Amazon S3 流量(pl-xxxxxxxx;Amazon S3 的特定 IP 地址范围)路由到一个 VPC 端点,而 10.25.0.0/16 流量路由到一个 VPC 对等连接。pl-xxxxxxxx 和 10.25.0.0/16 IP 地址范围比 0.0.0.0/0 更加具体;当实例将流量发送到 Amazon S3 或对等 VPC 时,流量会发送到 VPC 端点或 VPC 对等连接。当实例将流量发送到 Internet (非 Amazon S3 IP 地址) 时,流量会发送到 NAT 网关。

无法通过 VPC 对等连接、Site-to-Site VPN 连接或 AWS Direct Connect 将流量路由到 NAT 网关。这些连接另一端的资源不能使用 NAT 网关。

将流量发送到同一区域中的 Amazon S3 或 DynamoDB 时的最佳实践

为了避免在访问位于同一区域的 Amazon S3 和 DynamoDB 时产生 NAT 网关数据处理费用,请设置一个网关终端节点,并通过该网关终端节点而不是 NAT 网关路由流量。使用网关终端节点不会发生任何费用。有关更多信息,请参阅网关 VPC 终端节点

使用 NAT 网关

您可以使用 Amazon VPC 控制台创建、查看和删除 NAT 网关。也可以使用 Amazon VPC 向导创建具有公有子网、私有子网和 NAT 网关的 VPC。有关更多信息,请参阅场景 2:带有公有子网和私有子网 (NAT) 的 VPC

创建 NAT 网关

要创建 NAT 网关,必须指定子网和弹性 IP 地址。确保弹性 IP 地址当前未与实例或网络接口关联。若要从 NAT 实例迁移到 NAT 网关,并且希望重复使用 NAT 实例的弹性 IP 地址,则必须先解除该地址与 NAT 实例的关联。

创建 NAT 网关

  1. 打开 Amazon VPC 控制台 https://console.amazonaws.cn/vpc/

  2. 在导航窗格中,依次选择 NAT GatewaysCreate NAT Gateway

  3. 指定要在其中创建 NAT 网关的子网,并选择要与该 NAT 网关关联的弹性 IP 地址的分配 ID。完成后,选择 Create a NAT Gateway

  4. NAT 网关会显示在控制台中。片刻之后,其状态会更改为 Available,此后它即准备好供您使用。

如果 NAT 网关变为 Failed 状态,则表示在创建过程中发生了错误。有关更多信息,请参阅 NAT 网关变为 Failed 状态

更新路由表

创建 NAT 网关之后,必须更新私有子网的路由表以将 Internet 流量指向该 NAT 网关。我们使用与流量匹配的最明确路由以判断数据流的路由方式 (最长前缀匹配)。有关更多信息,请参阅路由优先级

为 NAT 网关创建路由

  1. 打开 Amazon VPC 控制台 https://console.amazonaws.cn/vpc/

  2. 在导航窗格中,选择 Route Tables

  3. 选择与私有子网关联的路由表,然后依次选择 RoutesEdit

  4. 选择 Add another route。对于 Destination,键入 0.0.0.0/0。对于 Target,选择 NAT 网关的 ID。

    注意

    若在从 NAT 实例进行迁移,则可以将指向该 NAT 实例的当前路由替换为指向 NAT 网关的路由。

  5. 选择 Save (保存)

为确保 NAT 网关可以访问 Internet,与 NAT 网关所在子网关联的路由表必须包含使 Internet 流量指向 Internet 网关的路由。有关更多信息,请参阅 创建自定义路由表。如果删除 NAT 网关,则 NAT 网关路由会保留为 blackhole 状态,直到您删除或更新这些路由。有关更多信息,请参阅在路由表中添加和删除路由

删除 NAT 网关

可以使用 Amazon VPC 控制台删除 NAT 网关。删除了 NAT 网关之后,其条目会在短时间内(通常为一小时)在 Amazon VPC 控制台中保持可见,在此之后自动删除。您无法自己删除此条目。

删除 NAT 网关

  1. 打开 Amazon VPC 控制台 https://console.amazonaws.cn/vpc/

  2. 在导航窗格中,选择 NAT Gateways

  3. 选择相应的 NAT 网关,然后依次选择 Actions (操作) 和 Delete NAT Gateway (删除 NAT 网关)。

  4. 在确认对话框中,选择 Delete NAT Gateway

测试 NAT 网关

创建 NAT 网关并更新路由表之后,可以从私有子网中的实例对 Internet 执行 ping 操作以测试它是否可以连接到 Internet。有关如何执行此操作的示例,请参阅测试 Internet 连接

如果能够连接到 Internet,还可以执行以下测试以确定 Internet 流量是否在通过 NAT 网关进行路由:

  • 您可以从私有子网中的实例跟踪流量的路由情况。为此,请从私有子网中的 Linux 实例运行 traceroute 命令。在输出中,应在一个跃点 (通常是第一个跃点) 中看到 NAT 网关的私有 IP 地址。

  • 从私有子网中的实例连接第三方网站或工具时,查看该网站或工具显示的源 IP 地址。源 IP 地址应是您的 NAT 网关的弹性 IP 地址。可以在 Amazon VPC 控制台中的 NAT Gateways 页面上查看 NAT 网关的信息,以获得其弹性 IP 地址和私有 IP 地址。

如果上述测试失败,请参阅NAT 网关问题排查

测试 Internet 连接

以下示例演示如何测试私有子网中的实例是否可以连接到 Internet。

  1. 在公有子网中启动实例 (您使用此实例作为堡垒主机)。有关更多信息,请参阅 在您的子网中启动一项实例。在启动向导中,确保选择一个 Amazon Linux AMI,并为实例分配公有 IP 地址。确保安全组规则允许来自本地网络的 IP 地址范围的入站 SSH 流量,以及发送到私有子网的 IP 地址范围的出站 SSH 流量(您也可以同时对入站和出站 SSH 流量使用 0.0.0.0/0 进行测试)。

  2. 在您的私有子网中启动实例。在启动向导中,确保选择一个 Amazon Linux AMI。请勿向实例分配公有 IP 地址。应确保安全组规则允许来自在公有子网中启动的实例的私有 IP 地址的入站 SSH 流量以及所有出站 ICMP 流量。必须选择用于在公有子网中启动实例的相同密钥对。

  3. 在本地计算机上配置 SSH 代理转发,并连接到公有子网中的堡垒主机。有关更多信息,请参阅 为 Linux 或 macOS 配置 SSH 代理转发针对 Windows (PuTTY) 配置 SSH 代理转发

  4. 在堡垒主机中,连接到私有子网中的实例,然后从私有子网中的实例测试 Internet 连接。有关更多信息,请参阅 测试 Internet 连接

为 Linux 或 macOS 配置 SSH 代理转发

  1. 在您的本地计算机上,将私有秘钥添加到身份验证代理。

    对于 Linux,请使用以下命令:

    ssh-add -c mykeypair.pem

    对于 macOS,请使用以下命令:

    ssh-add -K mykeypair.pem
  2. 通过使用 -A 选项启用 SSH 代理转发来连接到公有子网中的实例,并使用该实例的公有地址;例如:

    ssh -A ec2-user@54.0.0.123

针对 Windows (PuTTY) 配置 SSH 代理转发

  1. 如果尚未安装 Pageant,请从 PuTTY 下载页面下载并安装 Pageant。

  2. 将您的私有密钥转换为 .ppk 格式。有关更多信息,请参阅 Amazon EC2 用户指南(适用于 Linux 实例) 中的使用 PuTTYgen 转换您的私有密钥

  3. 启动 Pageant,右键单击任务栏上的 Pageant 图标 (可能已隐藏),并选择 Add Key。选择您创建的 .ppk 文件,键入密码 (如果需要),然后选择 Open

  4. 启动 PuTTY 会话,并使用公有 IP 地址连接到公有子网中的实例。有关更多信息,请参阅启动 PuTTY 会话。在 Auth 类别中,确保选中了 Allow agent forwarding 选项,并将 Private key file for authentication 框留空。

测试 Internet 连接

  1. 从公有子网中的实例,使用私有 IP 地址连接到私有子网中的实例,例如:

    ssh ec2-user@10.0.1.123
  2. 从私有实例,通过对启用了 ICMP 的网站运行 ping 命令来测试是否可以连接到 Internet,例如:

    ping ietf.org
    PING ietf.org (4.31.198.44) 56(84) bytes of data. 64 bytes from mail.ietf.org (4.31.198.44): icmp_seq=1 ttl=47 time=86.0 ms 64 bytes from mail.ietf.org (4.31.198.44): icmp_seq=2 ttl=47 time=75.6 ms ...

    按键盘上的 Ctrl+C 以取消 ping 命令。如果 ping 命令失败,请参阅 实例无法访问互联网

  3. (可选) 如果您不再需要实例,请将其终止。想要了解更多信息,请参阅 Amazon EC2 用户指南(适用于 Linux 实例) 中的终止您的实例

控制 NAT 网关的使用

默认情况下,IAM 用户无权使用 NAT 网关。您可以创建一个 IAM 用户策略,以向用户授予创建、描述和删除 NAT 网关的权限。我们目前对所有 ec2:*NatGateway* API 操作都不支持资源级权限。有关用于 Amazon VPC 的 IAM 策略的更多信息,请参阅 控制访问 Amazon VPC 资源

标记 NAT 网关

您可以对 NAT 网关进行标记,以帮助您识别它或根据组织的需要对其进行分类。有关使用标签的信息,请参阅 Amazon EC2 用户指南(适用于 Linux 实例) 中的标记 Amazon EC2 资源

NAT 网关支持成本分配标签,因此您还可以使用标签来组织您的 AWS 账单和反映您自己的成本结构。有关更多信息,请参阅 AWS Billing and Cost Management 用户指南 中的使用成本分配标签。有关设置包含标签的成本分配报告的更多信息,请参阅 AWS Account Billing 简介中的月度成本分配报告

API 和 CLI 概述

您可以使用命令行或 API 执行此页面上介绍的任务。有关命令行界面的更多信息以及可用 API 操作的列表,请参阅 访问 Amazon VPC

创建 NAT 网关

标记 NAT 网关

描述 NAT 网关

删除 NAT 网关