1 基本概念
1．1云計(jì)算
云計(jì)算是網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。它旨在通過網(wǎng)絡(luò)把多個(gè)成本相對較低的計(jì)算實(shí)體整合成一個(gè)具強(qiáng)大計(jì)算能力的完美系統(tǒng)，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進(jìn)的商業(yè)模式把這強(qiáng)大的計(jì)算能力分布到終端用戶手中。
1．2云服務(wù)
云服務(wù)提供商通過自己的基礎(chǔ)設(shè)置直接向外部用戶提供服務(wù)。提供的服務(wù)主要分為2種，一種是將軟件或者應(yīng)用部署到自己的服務(wù)器集群上，通過Internet提供給用戶訪問。還有一種是將自己的設(shè)備以租用形式提供給用戶，給用戶提供獨(dú)立的機(jī)房和相對獨(dú)立的局域網(wǎng)絡(luò)。
1．3 VLAN
VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名為“虛擬局域網(wǎng)”。VLAN是一種將局域網(wǎng)設(shè)備從邏輯上劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段，從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交換技術(shù)。這一新興技術(shù)主要應(yīng)用于交換機(jī)和路由器中，但主流應(yīng)用還是在交換機(jī)之中。但又不是所有交換機(jī)都具有此功能，只有VLAN協(xié)議的第三層以上交換機(jī)才具有此功能，這一點(diǎn)可以查看相應(yīng)交換機(jī)的說明書即可得知。
1．4 VSX
VSX(Virtual System Extension)是一種網(wǎng)絡(luò)安全和VPN的解決方案，基于大規(guī)模的場景下保證網(wǎng)絡(luò)的安全。VSX為多重網(wǎng)絡(luò)或者混合的基礎(chǔ)架構(gòu)中的VLAN提供全面的保護(hù)。VSX技術(shù)將它們安全地連接起來并共享資源給互聯(lián)網(wǎng)和／或DMZ區(qū)，并允許它們彼此安全的交互。
2網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)原理
2．1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>
在圖1中我們可以看到，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，數(shù)據(jù)中心需要為每個(gè)用戶分配一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要有單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，防火墻和交換機(jī)等。同一個(gè)用戶的所有的服務(wù)器都部署在單獨(dú)的物理網(wǎng)絡(luò)中，以達(dá)到數(shù)據(jù)安全隔離的效果。
圖1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
2．2云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>
在圖2中我們可以看到，新的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)使用了VSX Gateway取代的傳統(tǒng)的VPN和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，并且核心交換機(jī)和二級(jí)交換機(jī)全部啟用的VLAN，二級(jí)交換機(jī)與核心交換機(jī)通過Trunk口連接。
2．3 VSX系統(tǒng)的通信流
VSX系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)是通過以下幾個(gè)步驟來執(zhí)行的：
(1)ContextID的定義。每個(gè)Virtual System都通過定義一個(gè)Context ID作為唯一標(biāo)識(shí)符。
(2)安全策略實(shí)施。每一個(gè)虛擬系統(tǒng)可作為一個(gè)獨(dú)立的安全網(wǎng)關(guān)的功能，它能夠通過其自己獨(dú)特的安全政策來保護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)�？芍付ㄌ摂M系統(tǒng)允許或阻止所有交通等，其基本規(guī)則都包含在自己獨(dú)立的安全政策里。
(3)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。每臺(tái)虛擬系統(tǒng)保持其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)處理和轉(zhuǎn)發(fā)通信規(guī)則使其到達(dá)最終的目的地。這個(gè)配置規(guī)則還包括定義NAT，VPN，還有其他高級(jí)特性。
圖2安全網(wǎng)關(guān)
圖3 VSX Gateway內(nèi)部拓?fù)鋱D
圖3是VSX Gateway的內(nèi)部拓?fù)鋱D，在這幅圖中，我們不難發(fā)現(xiàn)，VSX系統(tǒng)是由Virtual Switch、Virtual Firewall和Virtual Route等虛擬設(shè)備組成。對于數(shù)據(jù)中心中的每一個(gè)VLAN都可以通過一個(gè)獨(dú)立的Virtual firewall與外網(wǎng)進(jìn)行通信。
3 安全分析
3．1與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作比較
在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，每一臺(tái)服務(wù)器根據(jù)機(jī)柜的物理位置，來決定其所在的網(wǎng)絡(luò)。比如，一個(gè)客戶需要組建自己的企業(yè)局域網(wǎng)，于是訂購了一批服務(wù)器，訂單中包括服務(wù)器的型號(hào)，配置，使用開始日期和結(jié)束日期等信息。那么傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的工作人員拿到訂單后，需要將該型號(hào)服務(wù)器放置到一個(gè)特定的機(jī)房和機(jī)柜，然后給用戶安裝網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，配置網(wǎng)絡(luò)和安全策略之后用戶才能正常使用。這些工作需要到機(jī)房移動(dòng)設(shè)備，耗費(fèi)工作人員大量的時(shí)間。如果不移動(dòng)機(jī)器，可能會(huì)帶來3種問題。①由于服務(wù)器可能在不同的機(jī)房或機(jī)柜，可能接入了不同的網(wǎng)絡(luò)中，無法互相訪問；②不同用戶之間的設(shè)備如果都在一個(gè)機(jī)房或者機(jī)柜，可能在同一網(wǎng)絡(luò)，可以互相訪問，帶來了安全隱患；③防火墻如果沒有給每個(gè)用戶獨(dú)立出來，會(huì)導(dǎo)致規(guī)則混亂，難以維護(hù)，并無法將防火墻的管理權(quán)限直接提供給用戶使用。而由上述的VSX和VLAN構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用戶需要使用的服務(wù)器與該設(shè)備所處的物理位置沒有關(guān)系，無論這臺(tái)服務(wù)器放在哪個(gè)機(jī)房或者或機(jī)柜，只要將與這臺(tái)服務(wù)器所連接的Switch端口劃分到這個(gè)用戶的VLAN中，這個(gè)機(jī)器可以為這個(gè)用戶服務(wù)，如果用戶退訂這臺(tái)服務(wù)器，只需將與這臺(tái)設(shè)備所連接的Switch口劃分到預(yù)備的VLAN中即可。這一切工作只需要通過云計(jì)算中心的自動(dòng)化部署程序自動(dòng)實(shí)時(shí)完成，不需要人工干預(yù)。
3．2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
3．2．1數(shù)據(jù)安全
對于每一個(gè)用戶來說，自己的網(wǎng)絡(luò)都是安全的。從商業(yè)角度來講，每個(gè)用戶需要預(yù)先訂購VLAN，然后再訂購網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置中，可以指定該設(shè)備運(yùn)行在哪一個(gè)VLAN中，當(dāng)然，用戶只能指定該設(shè)備劃分到自己預(yù)定的VLAN中。而對于每一個(gè)VLAN，有獨(dú)立的Secu—rity Gateway為其提供網(wǎng)絡(luò)安全保障，其中包括NAT、ACL、VPN、入侵檢測流量控制和日志監(jiān)控等。這就相當(dāng)于為這個(gè)用戶單獨(dú)建立了一個(gè)機(jī)房。然后將用戶訂購的設(shè)備放置到這個(gè)機(jī)房來為用戶提供服務(wù)一樣。而用戶不需要這些資源時(shí)候，可以通過自動(dòng)化部署程序?qū)⑺⒓磸漠?dāng)前VLAN中移除。
3．2．2提高了服務(wù)質(zhì)量
具有彈性，能靈活的根據(jù)用戶的需求增減設(shè)備。響應(yīng)速度快，幾分鐘之內(nèi)設(shè)備即可到位，并且可以自動(dòng)化部署操作系統(tǒng)，軟件和應(yīng)用程序，立刻為用戶提供服務(wù)。如果用戶不需要再使用該設(shè)備，退訂后，可以立刻對設(shè)備進(jìn)行初始化，放回資源池待分配給下一個(gè)申請?jiān)撡Y源的用戶使用。
4結(jié)束語
云計(jì)算始終是發(fā)展的趨勢，越來越多的傳統(tǒng)硬件設(shè)備生產(chǎn)商都在利用自己的硬件資源優(yōu)勢向著云計(jì)算的服務(wù)商進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在企業(yè)接受云計(jì)算，云服務(wù)的過程中，安全問題一直被多數(shù)的企業(yè)和用戶質(zhì)疑，本篇文章概括地介紹了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全隔離，并響應(yīng)用戶實(shí)時(shí)的設(shè)備訂購服務(wù)。隨著IT行業(yè)高速發(fā)展，相信還有更好的安全架構(gòu)來支持云服務(wù)數(shù)據(jù)中心。設(shè)備的集中化管理和自動(dòng)化部署將會(huì)是未來的大趨勢。
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本文標(biāo)題：云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)現(xiàn)原理
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