构建虚拟化系统安全的研究与分析

引言

数据中心虚拟化的基础网络技术趋势，延续了传统数据中心性能、安全、永续的基础需求，而且进一步简化网络架构，更有力地支撑应用层面虚拟化，降低运维复杂度，提高灵活性。

1 网络虚拟化

网络虚拟化技术也随着数据中心业务要求有不同的形式。多种应用承载在一张物理网络上，通过网络虚拟化分割（称为纵向分割）功能使得不同企业机构相互隔离，但可在同一网络上访问自身应用，从而实现了将物理网络进行逻辑纵向分割虚拟化为多个网络；多个网络节点承载上层应用，基于冗余的网络设计带来复杂性，而将多个网络节点进行整合（称为横向整合），虚拟化成一台逻辑设备，提升数据中心网络可用性、节点性能的同时将极大简化网络架构。

2 网络虚拟化——纵向分割

如果把一个企业网分成多个不同的子网络使用不同的规则和控制，用户就可以充分利用基础网络的虚拟化路由功能，而不是部署多套网络来实现这种隔离机制。网络虚拟化概念并不是什么新概念，因为多年来，虚拟局域网（VLAN）技术作为基础隔离技术已经广泛应用。当前在交换机网络上通过VLAN来区分不同业务网段，配合防火墙等安全产品划分安全区域，是数据中心基本设计内容之一。

出于将多个逻辑网络隔离、整合的需要，VLAN、MPLS，VPN、MuITi.VRF技术在路由环境下实现了网络访问的隔离，虚拟化分割的逻辑网络内部有独立的数据通道。终端用户和上层应用均不会感知其他它逻辑网络的存在。但在每个逻辑网络内部，仍然存在安全控制需求，对数据中心而言，访问数据流从外部进入数据中心，则表明了数据在不同安全等级的区域之间流转，因此，有必要在网络上提供逻辑网络内的安全策略，而不同逻辑网络的安全策略有各自独立的要求。虚拟化安全技术，将一台安全设备可分割成若干台逻辑安全设备（成为多个实例），从而很好地满足了虚拟化的深度强化安全要求。

虚拟化网络与虚拟化安全的整体结合，通道化设计，构成了完整的数据中心基础网络架构。

3 网络虚拟化——横行整合

数据中心是企业IT架构的核心领域，不论是服务器部署、网络架构设计都做到精细入微。因此，传统上的数据中心网络架构由于多层结构、安全区域、安全等级、策略部署、路由控制、VLAN划分、二层环路、冗余设计等诸多因素，导致网络结构比较复杂，使得数据中心基础网络的运维管理难度较高。

使用虚拟化技术（例如Cisco的VSS、华为的CSS、H3C的IRF2等虚拟化技术），用户可以将多台设备连接，“横向整合”起来组成一个“联合设备”。并将这些设备看作单一设备进行管理和使用。多个盒式设备整合类似于一台机架式设备，多台框式设备的整合相当于增加了槽位，虚拟化整合后的设备组成了一个逻辑单元，在网络中表现为一个网元节点，管理简单化、配置简单化，可跨设备链路聚合，极大地简化网络架构，同时进一步增强冗余可靠性。

网络虚拟交换技术为数据中心建设提供了一个新标准，定义了新一代网络架构，使得各种数据中心的基础网络都能够使用这种灵活的架构，能够帮助企业在构建永续和高度可用的状态化网络的同时，优化网络资源的使用。

在虚拟化架构上，通过OAA集成虚拟化安全，使得传统网络中离散的安全控制点被整合进来，进一步强化并简化了基础网络安全，网络虚拟化技术将在数据中心端到端总体设计中发挥重要作用。

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