服務器虛擬化技術及安全研究

李華芳

摘要：隨著計算機技術的發(fā)展，企業(yè)、機關單位、政府等數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越多，服務器以及數(shù)據(jù)中心每年的電費以及維修費用不斷上漲，然而高投入并沒有取得良好的效果。將虛擬化技術應用在服務器中，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器虛擬化技術內容、服務器虛擬化存在的安全風險，并根據(jù)這些安全風險，采取相應的措施，提高服務器的安全等級，確保服務器運行安全。

關鍵詞：服務器；虛擬化技術；安全風險

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）06-0213-01

1 服務器虛擬化技術的內容

1.1 全虛擬化

全虛擬化技術又叫硬件輔助虛擬化技術，是通過BDT和直接執(zhí)行技術實現(xiàn)的，BDT在虛擬機運行時，一些敏感指令會在指令到達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技術將這些動態(tài)指令轉化為具有相同功能的指令，按照順序直接訪問計算機虛擬硬件。從這也可以看出，在全虛擬化技術中，計算機用戶所有的指令都是通過CPU運行的，計算機操作系統(tǒng)從虛擬層硬件中抽離出來。全虛擬化技術也是唯一一個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。

1.2 半虛擬化

半虛擬化技術需要修改計算機用戶的操作系統(tǒng)內核，替換不能虛擬化的指令，并通過Hypervisor完成敏感指令的調用。在半虛擬化技術中，計算機操作系統(tǒng)還要與虛擬化平臺兼容，否則虛擬機無法有效的操作宿主的計算機。

1.3 硬件輔助虛擬化

虛擬化技術的應用給CPU的運行增加了新的模式—Root，這種模式下，VMM可以在Root模式下運行，而Root模式建立在RingO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，計算機用戶只要將操作系統(tǒng)狀態(tài)保存在虛擬機控制結構中或者虛擬機控制模塊中。

2 服務器虛擬化存在的安全風險

與傳統(tǒng)的服務器運行模式相比，服務器虛擬技術在物理硬件和虛擬服務器之間引入了虛擬層，也就是虛擬機監(jiān)控器。虛擬技術的應用也給服務器的安全帶來了一定的風險。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，VMM為虛擬機提供統(tǒng)一的資源抽象，資源共享技術的出現(xiàn)增加了服務器運行的安全風險。此外，VMM理論還不夠成熟，VMM出現(xiàn)系統(tǒng)漏洞時，很容易受到黑客的攻擊和病毒的感染，黑客可以直接進入到數(shù)據(jù)中心的主機系統(tǒng)，隨意篡改數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，給虛擬機的運行帶來了極大地安全隱患。第二，隨著計算機技術的進入，網(wǎng)絡邊界逐漸消失，服務器和網(wǎng)絡逐漸融合，在這種融合模式下，每一個虛擬機都需要一套相對完整的防護產(chǎn)品保護虛擬機。使用這種新的網(wǎng)絡模型，將計算機十幾個操作系統(tǒng)用虛擬機形式展現(xiàn)在服務器上，虛擬機可以共享十幾個操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料，一旦一臺計算機操作系統(tǒng)出現(xiàn)問題，可能影響整個網(wǎng)絡系統(tǒng)和其他虛擬機。第三，由于虛擬化技術的優(yōu)越性，越來越多的企業(yè)使用虛擬機，造成虛擬機濫用現(xiàn)象，影響到物理主機CPU和網(wǎng)絡資源，造成計算機服務器運行負荷過重，造成計算機操作系統(tǒng)崩潰或者虛擬應用中斷等現(xiàn)象。

3 服務器虛擬化安全應對措施

虛擬化技術安全風險除了遇到病毒、木馬的入侵以及惡意軟件的感染等因素，還會造成服務器負荷過重，影響計算機運行的速度和效率。因此必須采取有效的措施：第一，針對共享技術帶來的安全風險，可以提高VMM安全策略。根據(jù)數(shù)據(jù)中心資料的重要性，建立安全等級防御系統(tǒng)。并優(yōu)化虛擬機的隔離和封裝制度，加強服務器內部的保護，嚴格控制審計未通過的瀏覽和訪問。第二，為了解決虛擬機網(wǎng)絡內部攻擊現(xiàn)象，程序設計時要根據(jù)虛擬機的重要性劃分等級，安全等級比較高的虛擬機要及時備份數(shù)據(jù)，并采取隔離措施。創(chuàng)立虛擬機防護邊界和安全防火墻，防止惡意攻擊和訪問服務器系統(tǒng)。第三，為了解決虛擬機濫用這個問題，要加強服務器數(shù)據(jù)資源的容量分析和數(shù)據(jù)監(jiān)控，服務器資源要定期進行匯報，一旦出現(xiàn)安全風險或者惡意入侵，系統(tǒng)能自動發(fā)出警報，以便維護人員第一時間掌握服務器情況。同時，企業(yè)要加強管理人員的安全意識，對服務器的訪問、跟蹤和審計等做好安全防護措施，嚴格設置業(yè)務邏輯訪問控制策略，提高虛擬機網(wǎng)絡的安全性和可靠性。

4 結語

服務器虛擬技術在網(wǎng)絡技術中應用十分廣泛，服務器虛擬技術能降低用戶硬件成本，最大限度利用硬件資源，讓計算機系統(tǒng)變得更加簡潔，便于用戶安裝、使用和管理。但是近年來的網(wǎng)絡安全問題使得服務器虛擬化技術的安全性成為社會關注的焦點。通過提高安全等級，制定訪問控制策略，提高虛擬機的安全性。

參考文獻

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