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隨著云計算技術的不斷發展及云計算商業模式的不斷明晰，其完整的產業鏈也在不斷地完善，無論是公有云、私有云還是混合云，均得到進一步深化。云計算的信息安全和運維服務問題越來越被人們所關注，一直是云計算實施的國際熱點問題，在企業私有云領域，更是成為是否采納云計算的首要問題。在我國云計算標準工作中，信息安全、運維服務也是被關注的重點。

本文針對云計算的信息安全、運維服務這些國際熱點問題，在IaaS云特別是企業私有云領域，綜合平衡商用關鍵、綜合成本、實用易用等因素，設計了信息安全系統和運維服務系統，并在國內多個行業實施取得了良好的效果。

1、IaaS簡介

IaaS服務的核心思想是以服務產品的形式向用戶交付各種能力，而這些能力直接來自各種資源池，因此IaaS服務提供商需要完成資源池化、服務和產品設計與組裝以及服務產品交付等方面的工作。

IaaS的技術架構是以數據中心IT基礎架構為基礎，以滿足用戶需求的特定IT基礎架構為交付物的服務交付過程的層次化模型，如圖1所示。

在IaaS的技術架構中，通過采用資源池構建、資源調度、服務封裝等手段，可以將IT資產迅速轉變為可交付的IT服務，從而實現了IaaS云的隨需自服務、資源池化、快速擴展和服務可度量等特性。

IaaS服務交付模型包含資產管理、資源管理、服務管理和交付管理4個層次。在IaaS設計中，邏輯結構如圖2所示。

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2、IaaS的信息安全系統

從表面上看，云計算更注重共享與彈性，而信息安全則考慮信息的封閉與權限，二者似乎是一對矛盾，但只有解決了這個問題，才能實施好云計算。所以如何平衡這兩方面是設計的主題。IaaS系統安全體系是以安全域為經、以安全等級框架為緯，對安全域逐個進行威脅和風險分析，從而形成信息系統安全體系。

2.1安全架構

(I)策略與組織:安全環境的治理與管理;

(2)資產分類:確定出需要保護的資產;

(3)風險管理:需要保護的原因;

(4)安全保護方法:如何保護這些資產。

2.2安全域

信息系統安全域需要對IaaS進行實施環境的評估調查，參照信息保障體系的建模方法，按照威脅與風險分析，將信息資產劃分為若干安全域，并根據不同的安全等級部署安全訪問策略。

在設計時綜合考慮IaaS的等級化安全域，根據信息系統的功能特性、安全價值以及面臨威脅的相似性，將其劃分成計算區域、網絡基礎設施、區域邊界和安全基礎設施四大類安全域。

安全域有兩個特征，即同一安全域內的系統有相同安全保護需求并相互信任，同時安全域內部又可以分為安全子域甚至更細。安全域所遵循的根本原則是:業務保障原則、結構簡化原則、等級保護原則、立體協防原則及生命周期原則。

在設計時，可以根據相關規范，結合IaaS的應用現狀，通過VRF技術將IaaS劃分為邏輯上的業務網絡和網管網絡，每個網絡均是一個安全域。兩個安全域的數據交互將通過內聯業務系統區的防火墻來進行控制。下文以某省級電信運營商IaaS為例進行安全域設計，示意圖如圖3所示。

2.3安全體系

IaaS的整體性安全體系基于分層的方法，包括以下所有方面:建筑物(例如非法闖入)、系統(例如角色與安全)、存儲(例如訪問與轉換規則)及網絡(例如訪問組件，如防火墻，人侵檢測等)。

在設施內，采用結構、技術或組織上的方式，使不同功能和/或不同安全等級的區域相互分隔，在區域之間進行人員和貨物上的調配應受到控制和監視。

IaaS的安全系統設計主要是將安全防護、安全訪問、安全審計等安全屬性注人服務總線之中，構建安全系統。

2.3.1安全屬性

(1)安全防護。主要指防火墻、人侵防護、病毒防護等。設計成2重結構，在網絡骨干設置骨干防火墻、IDS /IDP和病毒墻，對整體IaaS進行防護;在每個VDC中，采用分布式防火墻等設備進行個性化防護。

(2)安全訪問。IaaS主要有管理員、服務經理和用戶3個角色。欲保證這些角色的安全訪問，設計基于LDAP的用戶訪問管理，應用SSO單點登錄技術、PKI/CA技術、權限管理技術等，為用戶提供高安全等級的安全服務。這些服務包括用戶管理服務、統一用戶身份、認證服務、加/解密服務及數字簽名服務。

2.3.2安全審計

安全審計在信息安全中容易被忽視，但卻是商用系統信息安全最關鍵的部分。根據IaaS的特點，需要對各類操作建立日志并分析審計，包括虛擬機、數據庫、數據傳輸、VDC及各種配置與管理信息。通過建立安全審計中心完成安全審計，以保證系統安全。

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3、IaaS的運維服務

通過在IaaS部署輕量級的網管和數據采集系統，采集IT環境告警信息和監控數據到運維中心，運維中心實時監控IaaS環境;如遇到故障，運維工程師在企業用戶允許的前提下遠程登錄到企業用戶IT環境并處理故障，從而提供IaaS的運維服務。

系統分為運維中心和ubox兩部分。運維中心是整個系統的核心，主要為企業用戶、運維工程師、管理員提供一個工作界面。ubox是一個輕量級的網管系統，收集監控信息并上傳到運維中心。

3.1運維中心設計

運維中心是整個系統的核心，主要為企業客戶、運維工程師、業務管理員和系統管理員提供一個工作界面，包括企業客戶portal、運維工程師portal、運維管理、公共信息和系統管理等模塊。

企業客戶portal是企業客戶登錄運維中心以后可以訪問的內容，包括告警管理、設備管理、服務訂單查詢、服務請求、故障報告查詢和運維報表查詢。

運維工程師portal是運維工程師登錄后工作的界面，包括工作臺、客戶管理、客戶設備監控、遠程協同、任務管理和在線問答。

運維管理模塊主要有訂單管理、Case管理、任務調度、服務目錄管理、運維報表管理、分析統計等功能;公共信息模塊主要描述公共網站的功能，包括首頁、用戶注冊、服務產品列表、購物車等功能;系統管理包括人員管理、權限管理、角色管理等功能。

3.2 ubox設計

ubox主要作為運維中心的客戶端，一方面為運維中心收集告警和監控數據，另一方面作為遠程協同的網關;此外，ubox還是一個輕型的網管系統，企業用戶使用它來監控IT環境，定制運維報表。

ubox包括監控管理、報警管理、拓撲管理、報表管理、遠程協同操作服務、數據上傳服務等模塊。

本系統運維中心主要采用SOA面向服務的架構方法論和基于jquery+spring+hibernate ( SSH架構)的J2EE架構。

SSH框架是目前較流行的一種Web應用程序開源框架，以幫助開發人員在短期內搭建結構清晰、可復用性好、維護方便的Web應用程序。ubox采用開源網管軟件zenoss，實現企業客戶IT環境設備監控、告警及數據采集。運維中心與ubox之間通信采用加密的hops和sftp安全協議。

4、實踐效果

根據以上IaaS平臺實現原理及設計，在調研某電信用戶的實際需求之后，實現了集成VMware X86虛擬化平臺和IBM Power小型機虛擬化平臺的IaaS綜合運營支撐平臺。

此IaaS平臺共有五大功能模塊:資產管理、資源管理、服務管理、交付管理和系統管理模塊。目前，系統用戶實施已完成并安全運行了1年，得到用戶的好評，是國內不多的、穩定運行的IaaS。

本文設計主要的優勢與特點是:

(1)在IaaS的實施中，大多數方案只關注虛擬化的實施、資源池化等問題，而信息安全與運維服務問題往往得不到解決，使得云計算停留在虛擬化層次，只發揮了部分效能。本文針對信息安全及運維服務，總結了方法路線及相關實施路徑，特別設計的信息安全系統和運維服務系統，解決了困擾IaaS落地實施的關鍵問題，經過在電信等行業實際應用，并進一步改進，有力地保障了IaaS系統的穩定可靠運行，得到了用戶的好評。

(2)在信息安全方面的安全域規劃創新地解決了共享與安全的矛盾，平衡了系統的成本、操作、合規各方面。

(3)將多個虛擬化計算平臺統一在同一個管理平臺之上，統一了虛擬化資源視圖，使得管理更加便捷方便。

(4)將多個虛擬化計算平臺統一在同一個管理平臺之上，可以更加有效地幫助用戶梳理業務流程，幫助業務的發展。