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摘要：相比于傳統架構，服務器虛擬化技術實現了計算、網絡和存儲資源的統一管理，具有更高的平臺投資效費比、簡化管理難度及擴展性強等優勢，將其應用于黨政內網及軍工涉密等信息敏感程度高和網絡安全重要性強的領域，建設基于服務器虛擬化技術的數據中心，對其網絡安全方面提出了更高的挑戰。文章通過分析服務器虛擬化涉及的網絡安全風險點，提出了選用國產自主可控的安全虛擬化產品、三網分離、安全域劃分等網絡安全設計思路，在提升數據中心運行效能的前提下，使得數據中心網絡更加安全、可靠。

關鍵詞：服務器虛擬化；數據中心；網絡安全

在新的信息技術不斷革新，網絡安全形勢復雜變化的大背景下，虛擬化技術作為云計算的關鍵技術，逐漸顯現了其在數據集中管控、安全邊界收緊、用戶策略統一管理等安全優點，并在減少投資、降低管理成本、提高資源利用效率等方面具有優勢。將虛擬化技術應用于黨政內網及軍工涉密等信息敏感程度較高的領域的需求是迫切的，本文在深入分析虛擬化環境下信息系統安全風險的基礎上，基于國產自主可控的安全虛擬化產品，從虛擬化資源管理系統安全、身份認證與管理、安全監控與審計、病毒與惡意代碼防護、端口及介質管控、管理平臺安全等方面進行了安全設計和產品實現，有效控制了網絡安全風險。

1安全風險分析

通過對虛擬化環境下數據中心網絡安全風險進行整理及評估，需要重點解決的風險點如表1所示。

2網絡安全設計

2.1選用國產自主可控的安全虛擬化產品

相比于VMware、Citrix等國外虛擬化產品，國產自主可控的安全虛擬化產品具有全自主國產化優勢，獲得了相關保密資質，更安全可控；符合涉密信息系統分級保護要求，強化了虛擬化內核安全，從結構和全面性上保證了虛擬化環境的體系性安全。

2.2安全域劃分及邊界防護

根據系統處理信息的密級、責任單位、業務等將網絡劃分為不同的安全域，如終端安全域、安全管理服務器安全域、業務應用服務器安全域等。為了減少虛擬機隱通道攻擊的風險，服務器虛擬化系統將隸屬于不同安全域的虛擬服務器以獨立集群方式建設，位于不同安全域的虛擬服務器所使用的宿主機、存儲、交換機等均物理分開，確保不同密級的虛擬服務器不共享計算、存儲等物理設備。數據中心網絡拓撲圖如圖1所示，針對不同的集群，分別劃分2個安全域：服務器安全域-虛擬化、服務器虛擬化集群管理安全域。在安全域邊界采用防火墻進行安全域間的訪問控制。

2.3三網分離

如圖1所示，服務器虛擬化系統通過隔離網絡平面將業務流進行分化，將虛擬化資源管理系統劃分為業務網平面、存儲網平面和管理網平面，并且三個平面之間是隔離的，避免不同數據流交叉，混雜傳輸。業務網平面：為用戶提供業務通道，為虛擬機虛擬網卡的通信平面，對外提供業務應用。存儲網平面：為存儲設備提供通信平面，并為虛擬機提供存儲資源，但不直接與虛擬機通信，而通過虛擬化資源管理系統轉化。管理網平面：負責整個虛擬化系統的管理、業務部署、系統加載等流量的通信。

2.4物理安全

門控措施：數據中心機房設置雙人認證方式的門禁系統，嚴格落實審批登記管理制度。設備安放：服務器虛擬化系統的宿主機、集中存儲等關鍵硬件設備所在機柜加鎖防護，并確保在攝像頭覆蓋范圍內，24小時視頻監控。設備數據接口：在服務器虛擬化系統的宿主機上安裝計算機及移動存儲介質管理系統，對光驅、軟驅、USB口、并口、串口等進行管控，防止被非授權使用。設備維修：機房巡檢、設備維修維護等，至少2名機房運維管理人員同進同出，外來人員進入機房，機房運維管理人員全程旁站陪同。在對服務器虛擬化系統宿主機、存儲等關鍵硬件設備進行維護時，至少2名機房運維管理人員同時在場方可進行物理設備操作。

2.5運行安全

（1）備份與恢復虛擬化資源管理系統的服務器采用雙機熱備方式部署，出現系統故障時，可實現快速恢復或自動切換。采用備份系統對虛擬機進行定期自動備份，當虛擬機崩潰或系統異常時對其進行恢復，保證磁盤文件和系統存儲的完整性；對應用相關數據（數據庫、非結構化業務數據、系統配置文件、日志文件等）進行定期自動備份，當應用相關數據因誤刪或損壞時對其進行恢復，保證應用數據的完整性。（2）惡意代碼與計算機病毒防治虛擬化環境下采用輕代理的防病毒方案，在宿主機和虛擬機上安裝防病毒軟件驅動進行病毒查殺和實時監控。（3）虛擬機安全監控與審計在虛擬機中安裝審計監控客戶端軟件，實現虛擬機中的操作行為審計。包括對主機狀態、配置信息、賬戶、進程、服務、主機網絡連接、打印、刻錄、非授權接入、共享、補丁安裝、文件和目錄操作、違規以及異常行為進行監控和審計。將服務器虛擬化系統中的虛擬交換機流量外遷至指定虛擬交換機端口和物理交換機端口，之后再接入入侵檢測系統，監控宿主機內各虛擬機之間的網絡行為。利用國產化安全虛擬化產品自身對虛擬資源管理、虛擬機管理、賬戶管理、策略設置等管理員操作行為和系統事件、資源狀況、更新維護等行為進行審計。（4）端口及介質管控在宿主機和虛擬機中安裝計算機及移動存儲介質管理系統客戶端，進行違規外聯監控，以及端口使用控制、監控和審計，并對違規外聯行為進行報警和阻斷。（5）運維安全設置專門用于服務器虛擬化運維管理的終端，進行地址綁定，專人使用，運維人員對該終端的使用采取視頻監控；宿主機的運維管理網絡單獨組網。（6）虛擬化資源管理系統安全加固宿主機的操作系統均采用經過剪裁的Linux系統，在剪裁過程中，僅保留必要的硬件驅動及虛擬化資源管理必要的服務，僅開放虛擬機管理系統進行業務管理必需的網絡端口，針對有限的開放端口也進行綁定保護。關閉不必需的多余賬戶，并對root賬戶進行加固，禁止使用root賬戶直接登錄，提高賬戶密碼復雜性要求，減少密碼錯誤重試次數，并增大重試錯誤后的間隔期，提高系統在密碼暴力破解面前的安全性。對系統重要組件和文件進行定期文件一致性檢查，確保系統的安全性。（7）虛擬機安全管理制訂虛擬服務器使用管理制度，對虛擬服務器的申請、審批、創建、使用、廢止等環節進行全生命周期管控，明確根賬號的管理、虛擬服務器管理、鏡像模板管理、機房進出、運維管理、備份與恢復、應急演練等。（8）安全性能檢測采用漏洞掃描系統，定期對服務器虛擬化系統進行漏洞檢測、分析和評估，及時發現存在的安全漏洞并進行修復。

2.6信息安全

（1）物理隔離服務器虛擬化系統與互聯網及其他公共信息網絡物理隔離。（2）虛擬機密級標識服務器虛擬化系統中，根據虛擬機處理涉密信息的最高密級，標識其虛擬機的密級。密級標識與虛擬機不可分離，并在其全生命周期過程中不得非授權修改。（3）身份認證管理員登錄虛擬化資源管理系統，業務用戶登錄應用系統均采用基于雙因子身份鑒別方式，如數字證書的USBKey與PIN碼相結合的方式進行身份認證。

3結語

基于服務器虛擬化技術作為數據中心的基礎架構，雖然使得數據中心運行更加高效，但其安全隱患也非常多。本文梳理了涉及的各種網絡安全風險，提出了相應的安全設計思路，可供各種應用場景進行參考，尤其是政府內網及軍工涉密等領域。在保障服務器虛擬化為數據中心提供高效的技術架構的前提下，強化網絡安全的研究設計，更好服務于各種應用場景。

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作者：金俊玲 王昕 單位：中國艦船研究設計中心