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淺析服務(wù)器虛擬化技術(shù)及其安全性論文
摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 企業(yè)、機(jī)關(guān)單位、政府等數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來(lái)越多, 服務(wù)器以及數(shù)據(jù)中心每年的電費(fèi)以及維修費(fèi)用不斷上漲, 然而高投入并沒有取得良好的效果。將虛擬化技術(shù)應(yīng)用在服務(wù)器中, 能提高硬件資源利用率, 降低管理和維修成本。本文主要分析了服務(wù)器虛擬化技術(shù)內(nèi)容、服務(wù)器虛擬化存在的安全風(fēng)險(xiǎn), 并根據(jù)這些安全風(fēng)險(xiǎn), 采取相應(yīng)的措施, 提高服務(wù)器的安全等級(jí), 確保服務(wù)器運(yùn)行安全。
關(guān)鍵詞：服務(wù)器; 虛擬化技術(shù); 安全風(fēng)險(xiǎn);
1 服務(wù)器虛擬化技術(shù)的內(nèi)容
1.1 全虛擬化
全虛擬化技術(shù)又叫硬件輔助虛擬化技術(shù), 是通過BDT和直接執(zhí)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)的, BDT在虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí), 一些敏感指令會(huì)在指令到達(dá)之前陷入到其他指令中, 將這些敏感執(zhí)行命令插入到VMM中, VMM技術(shù)將這些動(dòng)態(tài)指令轉(zhuǎn)化為具有相同功能的指令, 按照順序直接訪問計(jì)算機(jī)虛擬硬件。從這也可以看出, 在全虛擬化技術(shù)中, 計(jì)算機(jī)用戶所有的指令都是通過CPU運(yùn)行的, 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)從虛擬層硬件中抽離出來(lái)。全虛擬化技術(shù)也是唯一一個(gè)不需要硬件或者操作系統(tǒng)協(xié)助完成敏感指令虛擬化技術(shù)。
1.2 半虛擬化
半虛擬化技術(shù)需要修改計(jì)算機(jī)用戶的操作系統(tǒng)內(nèi)核, 替換不能虛擬化的指令, 并通過Hypervisor完成敏感指令的調(diào)用。在半虛擬化技術(shù)中, 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)還要與虛擬化平臺(tái)兼容, 否則虛擬機(jī)無(wú)法有效的操作宿主的計(jì)算機(jī)。
1.3 硬件輔助虛擬化
虛擬化技術(shù)的應(yīng)用給CPU的運(yùn)行增加了新的模式—Root, 這種模式下, VMM可以在Root模式下運(yùn)行, 而Root模式建立在Ring O下, 敏感指令可以直接在Hypervisor執(zhí)行, 不需要BT或者半虛擬技術(shù), 計(jì)算機(jī)用戶只要將操作系統(tǒng)狀態(tài)保存在虛擬機(jī)控制結(jié)構(gòu)中或者虛擬機(jī)控制模塊中。
2 服務(wù)器虛擬化存在的安全風(fēng)險(xiǎn)
與傳統(tǒng)的服務(wù)器運(yùn)行模式相比, 服務(wù)器虛擬技術(shù)在物理硬件和虛擬服務(wù)器之間引入了虛擬層, 也就是虛擬機(jī)監(jiān)控器。虛擬技術(shù)的應(yīng)用也給服務(wù)器的安全帶來(lái)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一, VMM為虛擬機(jī)提供統(tǒng)一的資源抽象, 資源共享技術(shù)的出現(xiàn)增加了服務(wù)器運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)。此外, VMM理論還不夠成熟, VMM出現(xiàn)系統(tǒng)漏洞時(shí), 很容易受到hacker的攻擊和病毒的感染, hacker可以直接進(jìn)入到數(shù)據(jù)中心的主機(jī)系統(tǒng), 隨意篡改數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù), 給虛擬機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)了極大地安全隱患。第二, 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)入, 網(wǎng)絡(luò)邊界逐漸消失, 服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)逐漸融合, 在這種融合模式下, 每一個(gè)虛擬機(jī)都需要一套相對(duì)完整的防護(hù)產(chǎn)品保護(hù)虛擬機(jī)。使用這種新的網(wǎng)絡(luò)模型, 將計(jì)算機(jī)十幾個(gè)操作系統(tǒng)用虛擬機(jī)形式展現(xiàn)在服務(wù)器上, 虛擬機(jī)可以共享十幾個(gè)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料, 一旦一臺(tái)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)出現(xiàn)問題, 可能影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和其他虛擬機(jī)。第三, 由于虛擬化技術(shù)的優(yōu)越性, 越來(lái)越多的企業(yè)使用虛擬機(jī), 造成虛擬機(jī)濫用現(xiàn)象, 影響到物理主機(jī)CPU和網(wǎng)絡(luò)資源, 造成計(jì)算機(jī)服務(wù)器運(yùn)行負(fù)荷過重, 造成計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)崩潰或者虛擬應(yīng)用中斷等現(xiàn)象。
3 服務(wù)器虛擬化安全應(yīng)對(duì)措施
虛擬化技術(shù)安全風(fēng)險(xiǎn)除了遇到病毒、木馬的入侵以及惡意軟件的感染等因素, 還會(huì)造成服務(wù)器負(fù)荷過重, 影響計(jì)算機(jī)運(yùn)行的速度和效率。因此必須采取有效的措施:第一, 針對(duì)共享技術(shù)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn), 可以提高VMM安全策略。根據(jù)數(shù)據(jù)中心資料的重要性, 建立安全等級(jí)防御系統(tǒng)。并優(yōu)化虛擬機(jī)的隔離和封裝制度, 加強(qiáng)服務(wù)器內(nèi)部的保護(hù), 嚴(yán)格控制審計(jì)未通過的瀏覽和訪問。第二, 為了解決虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部攻擊現(xiàn)象, 程序設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)虛擬機(jī)的重要性劃分等級(jí), 安全等級(jí)比較高的虛擬機(jī)要及時(shí)備份數(shù)據(jù), 并采取隔離措施。創(chuàng)立虛擬機(jī)防護(hù)邊界和安全防火墻, 防止惡意攻擊和訪問服務(wù)器系統(tǒng)。第三, 為了解決虛擬機(jī)濫用這個(gè)問題, 要加強(qiáng)服務(wù)器數(shù)據(jù)資源的容量分析和數(shù)據(jù)監(jiān)控, 服務(wù)器資源要定期進(jìn)行匯報(bào), 一旦出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)或者惡意入侵, 系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出警報(bào), 以便維護(hù)人員第一時(shí)間掌握服務(wù)器情況。同時(shí), 企業(yè)要加強(qiáng)管理人員的安全意識(shí), 對(duì)服務(wù)器的訪問、跟蹤和審計(jì)等做好安全防護(hù)措施, 嚴(yán)格設(shè)置業(yè)務(wù)邏輯訪問控制策略, 提高虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。
4 結(jié)語(yǔ)
服務(wù)器虛擬技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中應(yīng)用十分廣泛, 服務(wù)器虛擬技術(shù)能降低用戶硬件成本, 最大限度利用硬件資源, 讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變得更加簡(jiǎn)潔, 便于用戶安裝、使用和管理。但是近年來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全問題使得服務(wù)器虛擬化技術(shù)的安全性成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。通過提高安全等級(jí), 制定訪問控制策略, 提高虛擬機(jī)的安全性。
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