Direct Connect 零中断切换方案

背景

客户在使用 Direct Connect Gateway（DXGW）与本地数据中心相连时，如果需要更换 DX，例如因供应商更换，或者重新签署合同等，需要将原有 DXGW 切换至重新创建的 DXGW，同时用户希望继续使用 Virtual Private Gateway（VGW）+ DXGW 的架构，并将专线在此次更换中扩展为两条冗余专线，并希望确保在更换 DXGW、专线扩展时尽可能降低对业务的影响。

切换方案

前言

由于 VPC 只可以同时绑定一个 VGW，但可以同时绑定 VGW 及 TGW，因此为实现在扩容时无缝替换，在类似场景，例如专线更换、专线扩容替换、VGW 替换、TGW 替换等需求下，均可采用相同思路。

总体思路

新接入两条 10g DX 专线，利用 Transit Gateway（TGW）使用一条 DX 专线进行临时链路搭建（因为在 VPC 内使用路由表进行切换，可实现秒级切换），最后完成 DXGW 的切换。

由于 DXGW 无法同时绑定 TGW 及 VGW，且如果客户 VPC 中的 VGW 直接和 DXGW 解除，然后更换新 DXGW，会造成业务 10-30 分钟，通常这种方案客户是无法接受的。所以本方案引入 Transit Gateway 来建立新的链路，做临时链路。线路搭建好后，需要用户 IDC 侧、云上 VPC 进行路由调整，以确定流量可以走在临时线路上。然后解除老的 DXGW，在客户账户下建立新的 DXGW 和 VPC 中的 VGW 进行绑定后，进行回切（调整客户 IDC 路由，删除客户 VPC 中静态路由），让业务链路重新使用新创建的 DXGW，完成切换。

为简化表述，我们将老账户 DXGW 称为 DXGW（old），新建的 DXGW 称为 DXGW（new）。

整体网络模型

第一阶段：将生产流量切换到临时的 TGW + DXGW 链路上

在不改变客户现有 DXGW 的前提下，利用客户新申请的一条 10G DX Connect 建立 DXGW-tmp 和 Transit Gateway-tmp 的新的链路，通过切换客户 IDC 的路由和 AWS 云上客户 VPC 中的子网对应的路由表，将业务指向新建 Transit Gateway-tmp 链路（基于 Transit VIF 的 BGP 邻居）。

IDC 测可通过 local preference 等 BGP 属性，优选从 TGW + DXGW 线路传过来的 BGP 路由；也可通过配置 TGW 发送更加明细的路由给 IDC，来影响 IDC 路由器优选该线路。

等待验证通过后（检查路由表，网络连通性和关键业务），将 DXGW（old）与客户 VPC 中 VGW 解除绑定。

第二阶段：重新构建 VGW + DXGW 的链路，将生产流量切到 VGW + DXGW，并删除 TGW + DXGW 临时线路

利用另一条新申请 10G DX Connect 在客户账户下新建 DXGW（本步骤可以提前做好），将新的 DXGW 与客户 VPC 中的 VGW 进行绑定，完成 DXGW 的切换。

最后将客户 IDC 中的路由和 AWS 云上客户 VPC 中路由改回原有链路，完成流量回切。验证网络后，将多余资源清除（临时中转创建 DXGW-tmp 和 Transit Gateway-tmp），最后将 Transit Gateway-tmp 使用的 DX Connect 绑定到客户账户下的 DXGW 上，完成 DX 双链路冗余，整体切换完毕。

资源使用

客户新申请两条 10G DX。
利用新建 Transit Gateway 建立临时链路，包含一条 10GDX DX Connect 和 DXGW，完成切换后会删除临时链路资源，在切换过程中会因为使用 Transit Gateway 增加小部分费用（费用预计小时级）。
最后客户账户下包含两条 10G DX Connect 和一个 DXGW。

切换步骤

整体分为两个大的步骤预演和实际切换，通过预演测试各个链路和节点的联通，增加实际切换的成功率：

1. 使用测试环境预演，步骤如下

验证思路，使用客户新申请的两条 DX，进行切换演练

在客户账户下创建新的测试 VPC。
利用其中一条 10G DX 创建 DXGW 模拟环境，并将 DXGW 与客户新建 VPC 的 VGW 进行关联，设置客户 IDC 路由（本地 IDC 可以路由测试主机 IP 到 VPC 上的 DXGW），进行联通测试，通过新的 VPC 和本地 IDC 测试资源，模拟客户线上场景。
利用其中一条 10G DX 模拟 Transit Gateway-tmp 链路创建，需要新建 Transit VIF 和 DXGW，具体操作流程见此链接。
为新建测试 VPC 设置静态路由，将 VPC 中 EC2 所在的子网路由表中，访问 IDC 的路由条目，下一跳设置为 Transit Gateway-tmp，将客户 IDC 测试资源指向 Transit Gateway-tmp 的 Transit VIF （例如 local preference 等）。
检查测试 VPC 和 IDC 网络连通性，在测试 VPC 中启动免费机型进行关键业务测试。
测试通过后，将 DXGW 与测试 VGW 进行解绑，然后再次操作绑定。模拟更换 DXGW 流程。
更换完毕后，将 VPC 中静态路由删除，将客户 IDC 中测试资源路由指向 DXGW。
再次进行网络和关键业务测试。
清理 Transit Gateway-tmp 相关资源，将 Transit Gateway-tmp 中使用的 10G DX Connect 和 DXGW 进行绑定，整体测试完毕。
本过程可多次演练，因为是在新的 VPC 中操作，对已有业务无影响，在设置客户 IDC 内路由时注意不要对业务资源影响。

2. 实际切换，步骤如下

利用其中一条 10G DX 模拟 Transit Gateway-tmp 链路创建，完成后整体网络解构如下图所示：

请注意图中 NEW 线路虚线部分，因为没有对客户 IDC 的路由和客户 AWS 中 VPC 进行路由设置，所以整体链路处于未联通状态，对业务无任何影响，可以通过 AWS Console 对新的 DX Conect 和 DXGW 以及 TGW 进行联通状态查看（理论上可以在测试演练环节完成 TGW 的状态确认）。
为客户线上 VPC 设置静态路由，将 VPC 中资源指 Transit Gateway-tmp，将客户 IDC 原有指向 DXGW（old）资源，指向 Transit Gateway-tmp 的 Transit VIF（附在 DXGW new 上），结果如下图所示：
检查测试 VPC 和 IDC 网络连通性，观察 IDC 和云上务系统有无异常。
解除 DXGW（old）与客户 VPC 的 VGW 关联，结果如下图所示：
利用另一条新申请 10G DX 创建 DXGW 并将 DXGW 与客户 VPC 的 VGW 进行关联，完成 DXGW 替换，如下图所示：
去除 VPC 中 EC2 子网路由表指向 Transit Gateway 的静态路由（切换出云流量），修改 IDC 路由到刚才新建立的 DXGW，进行流量回切，测试网络和业务是否正常。
测试完毕后，清理 Transit Gateway-tmp 链路相关资源，将 Transit Gateway-tmp 中使用的 10G DX Connect 和新建 DXGW 进行绑定，完成 DX 双链路冗余，整体切换完毕，如下图所示：

总结

整体到这里切换完毕，后续可以把两条新的 Direct Connect 都链接到 DX Gateway 做高可用。VPC 只可以同时绑定一个VGW，但可以同时绑定 VGW 及 TGW，因此为实现在扩容时无缝替换，在类似场景，例如专线更换、专线扩容替换、VGW 替换、TGW 替换等需求下，均可采用相同思路。

亚马逊AWS官方博客