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建設(shè)安全可靠的IaaS平臺

文檔作者：何國鋒1 陳公超1 李建華2 文檔來源： 1．中國電信股份有限公司 2．上海交通大學信息安全學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月21日
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運營與應用
建設(shè)安全可靠的laaS平臺
何國鋒1。陳公超1，李建華2
(1．中國電信股份有限公司上海分公司上海200122；2．上海交通大學信息安全學院上海200085)
1 引言
近幾年來，云計算產(chǎn)業(yè)如雨后春筍，蓬勃發(fā)展，云計算
成為rI’的時髦詞匯。各家rr巨頭也都推出了自己的云計
算產(chǎn)品，一時間“云”令人眼花繚亂，令人目眩神迷。從
SaaS(software as a service，軟件即服務)、PaaS(platform as a
service，平臺即服務倒[aaS(infrastructure as a service，基礎(chǔ)
設(shè)施即服務)【1】，從公有云到私有云、混合云、行業(yè)云、社區(qū)
云等，產(chǎn)品形態(tài)也從云主機、云存儲、云殺毒、云手機、云備
份等不一而足。
云計算具有以下多個特性：資源集中共享、自動化管
理、彈性擴展、動態(tài)資源分配、按需付費、綠色節(jié)能、虛擬
化、自服務等121?？梢哉f物美價廉，被業(yè)界一致認為是未來
發(fā)展趨勢。在國外，亞馬遜、谷歌、SaleForce等都已經(jīng)成功
實施。并帶來豐厚的收益。國內(nèi)中國電信、中國移動等運營
商，以及淘寶、盛大等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在不同程度上實施云
計算，各地政府更在高新園區(qū)建立云計算應用平臺，以期
推動云計算在更大范圍內(nèi)的應用。但是在業(yè)務發(fā)展方面，
考慮到安全等問題。特別是國內(nèi)，CIO對于云計算的應用
還略顯保守。
從云計算發(fā)展路徑來看．客戶會優(yōu)先在自己建立的
數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中，采用虛擬化技術(shù)進行系統(tǒng)整合
(虛擬化)，再進行內(nèi)部云化(私有云)，待運營商公有云
成熟后，會逐漸轉(zhuǎn)向部分私有云和部分公有云的混合模
式，或者全部采用公有云的模式。這發(fā)展過程和客戶將
數(shù)據(jù)中心從自己的機房搬到電信的DC機房過程是基本
一致的。運營商培育云計算客戶的過程，可以從現(xiàn)有DC
用戶開始。先提供服務器管理服務，發(fā)展到租賃服務器
給客戶并提供管理服務，再逐步轉(zhuǎn)化為采用云計算基礎(chǔ)
設(shè)施即服務(IaaS)。在此過程中，關(guān)鍵是要得到客戶對
IaaS云的信任【”。
根據(jù)多家權(quán)威的第三方機構(gòu)對云計算業(yè)務所作的調(diào)
j■1綁ij
萬方數(shù)據(jù)
運薔與成筠
安全性
服務質(zhì)量
適應性
安全性
性能
可用性
與內(nèi)部IT難以集成
不能定制
擔心按需模式成本更高
回歸內(nèi)部可能存在困難
法規(guī)要求禁止使用云
還沒有足夠多的大供應商
O％lO％20％30％40％50％60％70％80％
回答4或5的百分比
圖l云計算業(yè)務調(diào)查
查，如圖l所示。其中安全問題總是排在首位，因為數(shù)據(jù)放
在一個不是屬于自己的設(shè)備中．而且可能和其他客戶共享
同一個物理資源。這就對運營商提出了更高的要求，有哪
些安全措施保證客戶可以安全地使用云計算服務。本文在
§2介紹IaaS的安全問題，§3介紹中國電信在IaaS上的安
全實踐，§4對IaaS云進行展望，并提出下一步需要努力的
方向。
2 Iaa8云平臺的安全分析
IaaS，就是將計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源通過動態(tài)
分配，根據(jù)客戶需要通過網(wǎng)絡(luò)提供基礎(chǔ)設(shè)施的服務。亞馬
遜推出的EC2和S3服務就屬于此類型。上海電信推出的
云主機服務也是屬于IaaS范疇。
3種模型(IaaS、PaaS、SaaS)集成的特色功能、復雜性
與開放性(可增強性)以及安全等方面各有不同，總體來說
云服務提供商所在的等級越低(IaaS最低，SaaS最高)，云
服務用戶自己所要承擔的安全能力和管理職責就越多。
IaaS幾乎不提供應用相關(guān)的特色功能，卻有極大的“可擴
展性”。IaaS在保護基礎(chǔ)設(shè)施自身之外的安全保護能力和
功能更少。IaaS模型要求云用戶自己管理和安全保護操作
系統(tǒng)、應用和內(nèi)容141。上海電信云主機服務是包含CPU、內(nèi)
存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、0S在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施服務，同時提供自服務
門戶[51。在安全方面，需要考慮上述每一個IaaS元素中可
能出現(xiàn)的安全問題。
IaaS．由于物理資產(chǎn)由運營商提供并且在運營商機
房，客戶的信息承載的資產(chǎn)在物理上失去控制，數(shù)據(jù)遷移
到服務提供商的云平臺；同時IaaS采用虛擬化技術(shù)，提供
多租戶服務，諸多客戶共享基礎(chǔ)設(shè)施，因此產(chǎn)生了一些新
的安全問題。
(1)接人認證安全。自服務門戶的密碼是否會被他人
獲取，從而控制客戶的虛擬主機：OS的遠程桌面是否有人
可以非法進入或盜取密碼進入客戶系統(tǒng)。
(2)傳輸安全。在用戶訪問自己資源的時候，是否能保
證數(shù)據(jù)不被惡意監(jiān)聽。
(3)數(shù)據(jù)安全。虛擬化下的多租戶環(huán)境是否會導致數(shù)
據(jù)泄露。
(4)服務商安全管理問題。是否有法規(guī)約束服務提供
商的管理行為：運營商的服務人員是否會非法進入客戶的
系統(tǒng)，獲取客戶的數(shù)據(jù)。
同樣在系統(tǒng)穩(wěn)定性和可用性方面，客戶也會有這樣的
擔心。
(1)系統(tǒng)可靠性問題。laaS平臺是否能保證不問斷服
務，是否有備份措施，網(wǎng)絡(luò)是否能保證連通性。
(2)系統(tǒng)性能。IaaS處理性能是否足夠，網(wǎng)絡(luò)帶寬是否
足夠．能否保證使用體驗。
(3)虛機間干擾。其他虛擬機用戶的問題是否會影響
我的主機．比如病毒、DDoS攻擊或廣播風暴。
產(chǎn)生這些問題的根本原因是：網(wǎng)絡(luò)遠程訪問、虛擬化、
多租戶以及運行在非客戶自有資產(chǎn)。網(wǎng)絡(luò)遠程訪問就會帶
來傳輸安全、接人認證、接人可靠性等問題，虛擬化、多租
廠tr、1L
萬方數(shù)據(jù)
電口科掌2D11年纂5期
戶帶來性能保障、H相影響、且相隔離的問題，運什拒}Ii客
p自有資產(chǎn)兢帶米T第一打服齋^R的權(quán)限問糟等管理
問躇。
j然．使用laas五時壹全問題同樣有有利的面．特
別是針對中小企業(yè)。囊約化經(jīng)營．使安全更專業(yè)．安全成本
降低主要體現(xiàn)在吼F兒個A唾。
(1)?；碳夹g(shù)人R和安全々家Iaas#礎(chǔ)設(shè)施運營商．
有安生專家和々業(yè)安全維護隊伍。塒rl叫、企業(yè)研棄但堆
建立安全隊伍．更不川說安全專家。一方而安全々竄代價
高．另外方面安全方面靠兩個^銀難嫩褂很好，
(2)集中的補T蓋注和分發(fā)機制：Iaas基礎(chǔ)醴雇運營
商可以對所有的資源池客p提供補J_監(jiān)控和補J升發(fā)機
制，可以皿時扣遭業(yè)界發(fā)布的新的安全補J．并且時T發(fā)
到各客戶機上而。嚦中小企業(yè)鋃難做割遺一點。
(3)更完備的動態(tài)nf調(diào)度的安令資源。1日as肇礎(chǔ)設(shè)施
nI以雞用虛扭騎止墻、I)吣消洗設(shè)備、IDP等設(shè)施．而中
小企業(yè)全部擊部署這#設(shè)備也不太現(xiàn)塵
(4)規(guī)?；?jīng)營，日“降低安全成奉。上述的^＆安
仝機制，安仝設(shè)備都通過復朋，規(guī)?；?jīng)營可以大大降骶
每個用戶的平均成本．讓每個企業(yè)承擔得起．
耍使喜rl能夠接受IoaS云服務模式就必須解決安全
上存在的問題，打消客p顧慮．使客戶放心地把系統(tǒng)遷移
劉運營商的Iaas平臺上來
3上海電信IaaS云的安全實踐
解陜§2中提到的安全問題是運營商發(fā)展l“札舟的
重點．解決I趟安全問題士要通過蚺個方呵勝許理
二星技術(shù)所峭t丹管理=升技術(shù)，冉好的技術(shù)Ⅻ糶沒有
管理的探碲．也犄成為空架千。
上商電信【a丑s安全整岸框架如罔2所示
整個安全框架分為兩部分技術(shù)上從物理安個址備
安全網(wǎng)絡(luò)安全骨理安全虛擬化安生到數(shù)據(jù)鴦個．管理
上主受根據(jù)業(yè)界的安卡符坪規(guī)范．建市自薜群彈體《．程
序和作業(yè)漉程并貫穿備個聯(lián)攻。
J。海電信存】J)(=古醞已弊建立T Is027001姻D20000
n舯吣的管理悻g．通過外部審棱。在i計算古面，也甚
照這些體系．井進行程序、譴程紐化同時針對特定行業(yè)，
妞壘碰客p．南客戶進行第=方評估．滿足符臺SAS70規(guī)
范和SOX法案、Pcl Dss規(guī)范要求．
在物理安全和設(shè)備安壘打面．和原來的IDC服*安全
措施類似．不再贅述主要針對虛扭化及fh此對網(wǎng)絡(luò)臀理
帶米的安全問題實施進行針對性的措施，如圖3所m
在網(wǎng)絡(luò)安全層面．針對Iaas5平青采用r多恥措瞳
確能i平臺的安全性
(I】母個客戶秉用單獨的vL^N確保客P自酃nf¨
自自通信．不同的用戶不能互通，
(2)采用端口綁定，端口隔離等措施．保證“半舟的J1·
常運行，
I 3)掏建虛擬防火墻?？蚿町“殺川啦擬防^埔對蚌
定的啦機迸稈訪叫簟略沒定：
f4)提供And【)lⅫ服務。為d平臺用rJ挺供川．
[)DOS暇g-．F1動盤理攻擊．井宴施清詵確瞰d平音水受
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萬方數(shù)據(jù)
DIES攻擊影響．，
在系統(tǒng)管理層面．提供多種安全措施。
(1)疆暇素認證。在用戶登錄月瞰務門戶時．不儀采用
Ⅲ戶名密碼認證．弼時采用手機動態(tài)靖丹認證．確倮客戶
n服務妊號安全．囂免非授權(quán)操作。
(2)所存街碼都星系統(tǒng)n動生成．包括rj臌g-和客p
機登錄系兢不保存用戶的密碼．g統(tǒng)管理＆無法程錄到
客P的VM．防止服務提供商內(nèi)鬼。
(3)提供SSL VPN進行系統(tǒng)維護，確佯用廣在接^自
e的虛擬系燒時特蹦是遠程桌面．避免窖p戈鍵信息在
公網(wǎng)}泄露被竊聽或截獲
(4)為客戶機提供集中的撲r管理。面過快建奢教的
安全樸丁船中臂理策略．及時保障d平臺各組件時安壘。
橐巾安全補丁管理，丹發(fā)補丁和策略控制；各節(jié)點自動完
成撲7安裝：安全補丁接嚴重程度等纏管理像證緊急，嚴
重樸]能廈時安裝劍現(xiàn)網(wǎng)。
(5)提供性能籃控可“監(jiān)控盤擬機CPU、內(nèi)存、罔蠟
等多方面信息．在發(fā)現(xiàn)異常時皿時告警．以便發(fā)現(xiàn)可能存
在的臆想：
(6)提供SOC監(jiān)控眼務。提供收船虛擬機上安全事件，
n，總骨折．展時發(fā)現(xiàn)櫥洞和潛在攻擊．
(7)時虛機進行統(tǒng)一舞辛策略設(shè)冒。分發(fā)防毒軟件；刪
除缺省賬，l，如“州、admiaistmlor．減少被掃描可能性；賬
戶密碼必須采用高強虞．數(shù)字、字母、字符組合．確保安
全性．
在虛擬化層耐通過虛擬機各種資豫的隔離．有效地
保護T水同啦擬機ⅢP的觸據(jù)安全．避免數(shù)據(jù)十擾。
(1)內(nèi)存隔離虛扭機物理內(nèi)存完拿分卅，不能復用。
f2)CPU隔離：虛擬機的VCPU運行占釬理CPU的一
個時間片．擁有獨立的上下史，
(3)虛擬同珞孺離：采爪vSwi{ch技術(shù)對虛機進行阿絡(luò)
隔離．同時采州Qos技術(shù)，瞻保虛擬機之問相互隔離車互
栩影響。
(4)存儲隔離：通過Hyl岬imr存儲設(shè)備的虛擬化米
宴現(xiàn)隔離．vM之問的硬盤教據(jù)不能訪問
f5)對虛擬化屢的監(jiān)控堪過對虛擬化層性能，^侵檢
鍘．能鹽時發(fā)蠖異常，讎護宿主機車身的安全，從析保護客
戶虐輒的安全。
拒數(shù)據(jù)層面．雖然不是I馳s范疇．我們也提供多種措
施．確讎用戶可以安壘保護自己的散據(jù)。
(11與公網(wǎng)隔離的存儲節(jié)點，與外界無直接聯(lián)系，且提
供采繾加固。
萬方數(shù)據(jù)
皇墮塑堂l鎏生羹羹i鬯羹
(2)提供高性能存儲，并采用RAID5冗余機制，確保在
某片存儲失效時，依舊能夠使用。
(3)提供數(shù)據(jù)備份服務。用戶可以將關(guān)鍵應用系統(tǒng)數(shù)
據(jù)進行數(shù)據(jù)備份。
(4)提供虛擬機備份服務。我們提供客戶將整個系統(tǒng)
包括操作系統(tǒng)的虛擬文件定時備份和實時備份，客戶可以
根據(jù)自己需要選擇。
除了在系統(tǒng)安全性方面，在可用性和穩(wěn)定性方面采取
以下措施，確保用戶體驗。
(1)提供漂移服務。用戶可以選擇實時漂移，確保系
統(tǒng)在意外情況下，能自動漂移到其他主機上，確保服務
連續(xù)性。
(2)對高等級服務用戶，提供負載均衡服務。用戶可以
在多個物理機上啟動服務，并由負載均衡器進行負載分
發(fā)，既可以提供高性能服務，又可以在某個機器失效時，不
影響用戶使用。
(3)提供高帶寬雙上聯(lián)。提供萬兆上聯(lián)帶寬，確保客戶
高性能體驗和高穩(wěn)定性體驗。
與此同時。對用戶提供安全建議手冊，主要針對虛擬
機之上的安全策略。
(1)開啟虛機防火墻。
(2)關(guān)閉不必要端口。
(3)對關(guān)鍵信息進行加密。
(4)采用內(nèi)網(wǎng)維護系統(tǒng)，外網(wǎng)僅對外提供服務。
在上述的安全框架中，用戶可以根據(jù)自身的安全需
求，選擇合適的安全等級服務，這樣確?？蛻粼谑褂肐aaS
云服務時，充分享受云計算的便捷、高效、高性價比。
4展望
云計算作為一種新的商業(yè)模式，以極大的經(jīng)濟性對各
業(yè)界帶來了巨大的吸引力。云計算將會是將來IDC2．0的
主要推動力。上海電信勢必應緊跟潮流，抓住發(fā)展機遇。同
時也要意識到云計算發(fā)展不是一朝一夕的事情，技術(shù)也不
是非常完備。上海電信必須積極去嘗試，努力解決各種問
題．取得客戶的信任。
在IaaS技術(shù)方面，除了安全外還有很多技術(shù)需要研究
和探索，如網(wǎng)絡(luò)虛擬化，是否能提供更底層的資源出租管
理服務，不提供0S，僅提供虛擬機；是否能將計算資源、存
儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源靈活組合，實現(xiàn)真正的云計算，解決目前
客戶對數(shù)據(jù)的擔心問題：數(shù)據(jù)可以存儲在客戶自身的存儲
設(shè)備中。還需要研究分布式存儲在IaaS層次的可行性。
這些問題的解決有助于給客戶提供更靈活、更彈性、更
具擴展性的、更安全可信的IaaS服務。只有充分滿足客戶
的個性化需求，獲得客戶的信任，運營商才能在云計算領(lǐng)域
占據(jù)主導地位，才能在未來的IDC 2．0時代獲得先機。
參考文獻
趙立威，方國偉．讓云觸手可及．微軟云計算實踐指南，2010(12)
朱近之等．智慧的云計算(物聯(lián)網(wǎng)的基石)．成都：電子工業(yè)出
版社．2010
John W R．James F R．Cloud coumputing：implementation，
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云計算關(guān)鍵領(lǐng)域安全指南v2．1．云安全聯(lián)盟(CSA)，2009．12
上海電信．云主機產(chǎn)品手冊
(收稿日期：2011-02一18)
j■!jl}誓}j‘}—電誓}jkj●}■}業(yè)業(yè)■}j瞳-省ej睡·省}—喀業(yè)業(yè)!II色魯}業(yè)薯}薯}業(yè)業(yè)生簟jk省e業(yè)：I‘e書}曾}j■：業(yè)薯}謄e業(yè)鲞}蕾}業(yè)—}q}
·簡訊·
創(chuàng)銳訊推出業(yè)內(nèi)第一款
HomePlug Green PHY模擬平臺
創(chuàng)銳訊公司日前宣布，推出業(yè)內(nèi)第一款HomePlug
Green PHY(HPGP)模擬開發(fā)工具包。創(chuàng)銳訊PL-14 HPGP
開發(fā)工具包由基于現(xiàn)有HomePlug AV芯片的硬件平臺組
成，可支持串行外圍接口(SPI)端口，為眾多家用或低成
本、低功耗的微控制器(MCU)提供連接能力，還包含仿真
固件和軟件驅(qū)動程序以及應用程序設(shè)計界面(API)，能支
持未來的創(chuàng)銳訊Green PHY產(chǎn)品。通過精確模擬Green
PHY環(huán)境，開發(fā)工具包可使創(chuàng)銳訊的客戶去評估技術(shù)能
力，并為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品系列開發(fā)應用程序軟件，聚焦于智能
電網(wǎng)和智能能源。
PL．14 HPGP是創(chuàng)銳訊物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品系列中的第一套開
發(fā)工具包，此產(chǎn)品系列包括標準的有線和無線技術(shù)，可為
智能電網(wǎng)、智能家庭、安全防護、建筑自動化、遠程健康監(jiān)
控，與其他機器對機器(M2M)的應用，提供可擴充的IP基
礎(chǔ)架構(gòu)。
萬方數(shù)據(jù)

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