本篇文章將介紹透過以 Nebula 為核心的 Overlay VPN 架構，克服各節點在異地機構環境造成的網路隔閡，實現安全、自動化且具擴展性的共識節點通訊。
誰適合這篇文章？如果你想了解：
- 不同環境下的區塊鏈節點，該如何高效建立共識環境
- 可自動化、可擴展、安全的 Overlay 網路方案
Outline
一、導入動機與部署挑戰 — — 「謀」與「痛」
二、定：使用 Overlay VPN 與靜態節點的部署架構設計
三、動：透過 Overlay VPN（Nebula）實作節點部署
四、部署成果與總結
一、導入動機與部署挑戰 — — 「謀」與「痛」
區塊鏈作為多方協作的分散式系統，機構或企業部署節點，絕非僅是「啟動一個容器」那麼簡單。各參與方往往擁有不同的 IT 網路政策、橫跨雲端與地端的基礎架構，使得整體共識網路的協調與建置，成為一項高度複雜的挑戰。當機構開始面對這個議題時，必須從策略規劃的「謀」，一路思考到實務落地的「痛」，全面盤整並提前因應。
【謀】我們需要一個金融機構等級的節點部署架構，能跨越網路限制但兼顧安全、彈性與可維運性
機構部署區塊鏈節點時，挑戰不只在於節點能否互通，更在於這些節點能否持續擴充、安全控管、易於維運。我們需要的是一套能真正支撐整體區塊鏈長期運作的網路基礎架構：
1. 建立可跨組織的共識層基礎架構
目標是讓來自不同實體的節點，在不依賴公網或專線的前提下，能組成一條穩定共識的網路，支援資料同步與交易驗證。
2. 不受限於特定雲端供應商
我們希望架構本身不依賴公有雲(Public Cloud)平台內建機制，而是使用能橫跨雲商、地端的中立解法。
3. 對應機構級的安全與維運要求
部署節點不只要能通，還要能控。機構關心的是：誰可以進來？如何授權？節點壞了怎麼補？這些都需要在架構階段被納入。
4. 支援未來自動化與擴充的可能性
部署方式要能被腳本化、標準化，未來有新成員、新節點時，不需推倒重來。這也意味著設定要清楚、流程要模組化。
【痛】我們面臨了什麼現實挑戰？
1. 雲與雲之間彼此無法打通
各節點部署在不同的網段與平台上，彼此封閉。防火牆、NAT、虛擬網路隔離等機制導致節點無法彼此連線。
2. 傳統 VPN 架構不適合網狀節點
OpenVPN、IPsec 等 VPN 模式多數為集中式或 star topology，與區塊鏈網狀共識節點的需求衝突。
3. TLS 信任機制操作複雜又難維護
每個節點都要交換 TLS 憑證與設定 CA，是非常繁瑣且不易自動化的流程，一旦配置出錯將導致整條區塊鏈無法運行。
4. 缺乏統一部署標準與流程
每個節點來自不同維運團隊，部署方式各異。沒有共用腳本或配置模板，導致設定混亂、部署效率低落，容易出錯。
5. 無法預先知道節點的可連線位址
動態 IP、無法綁定 hostname、重啟 VM 後 IP 改變等情形，讓節點之間無法靜態設定彼此的連線參數。
基於以上的問題背景，下一章，我們將分享一套務實有效的架構與技術方案 — — 以 Nebula 為核心，實作一個可擴展、可自動化的 Overlay VPN 通訊。
二、定：使用 Overlay VPN 與靜態節點的部署架構設計
在進入部署前，我們先定義一個架構決策──讓所有節點先變成「區網裡的節點」，再談共識、交易與同步。
Overlay VPN 架構的目的，便是讓分散在不同雲端或地端的節點，不需使用公網、不依賴 DNS、不牽涉到 NAT 穿透技術，直接彼此視為「內部節點」。
我們選擇的實作工具是 Nebula 一套專為跨主機、跨網段通訊設計的開源 Overlay VPN 系統，具備安全、穩定與高度可控的特性。透過這套工具，每個節點都會獲配一個虛擬 IP，所有通訊均在這個虛擬區網中進行，並透過自建 CA 憑證完成節點驗證與信任授權。
Nebula 是由 Slack 開源並由 Defined Networking 維護的 Overlay VPN 系統。
這個做法的邏輯思路如下：
- 只要先成為區網的一員，就能自然地建立連線
- 通訊可控、IP 可預期，部署變得單純
- 不用設 VPN Gateway，也不需要中心伺服器
- 未來新增節點，只要給一張 IP 清單，就能無縫接入
這套架構的本質，是在節點間抽象出一層與雲商無關、與實體地點無關的「虛擬區網」。每個節點都拿到一個乾淨、固定的虛擬 IP，然後所有的共識、同步、管理與監控都基於這個 IP 層進行。
此方案架構的概念說明如下：
- 實體網路中的 Besu validator 節點，會在 Nebula 的虛擬網路中分別對應到一個虛擬節點
- 在做完初始發現的動作後
- 節點之間都是加密通訊
Nebula 虛擬區網
當這個 Overlay 成形後：
- 共識節點只需要啟動並填入對應 IP 清單即可組網
- 各節點的維運、重啟、替換都不影響整體拓撲
- 防火牆不再是問題，只需開一個 UDP port
- 不需要再調整各種 NAT、憑證交換與 TLS 配置
這樣的設計，讓我們的網路不再受到「誰有浮動 IP」、「誰被公司資安封鎖」、「誰不能開某個埠」這類限制。
此做法定義的不是一組設定，而是一個方法──讓節點之間先變成可控、可預期的區網環境，一切部署與協作的困難就能迎刃而解。
*本文僅擷取全文前半段內容，詳細實作請至 Medium 文章查看：https://medium.com/bsos-taiwan/besu-nebula-ff2764509d87
