服务器虚拟化在网络信息体系中的应用和安全防护

服务器虚拟化在网络信息体系中的应用和安全防护

刘馨怡

安徽实华工程技术股份有限公司 安徽省安庆市 246001

摘要：近年来，随着服务器虚拟化技术的不断发展，如何进一步有效地整合和重用传统服务资源，成为业界重点关注和深入研究的方向。在云计算平台快速发展的背景下，云计算基础资源管理平台的设计和优化在一定程度上提高了基础设施服务的管理和交付能力，大大提高了信息管理部门在传统虚拟化和物理环境中的效率。然而，随着虚拟化技术的普及，其安全问题也日益凸显。本文将探讨服务器虚拟化在网络信息体系中的应用和安全防护。

关键词：服务器虚拟化；网络信息体系；网络安全；安全防护

中图分类号：TP313文献标识码：A

引言

虚拟化技术是一种将物理资源划分为多个逻辑虚拟资源的技术。它是通过软件实现的，使硬件的使用更加灵活高效。虚拟化技术的应用范围非常广泛，包括服务器虚拟化、桌面虚拟化和存储虚拟化等多种形式。其中，服务器虚拟化是目前最流行的虚拟化方法。服务器虚拟化的核心思想是在一台物理机器上运行多个操作系统或应用程序。这种方法可以提高系统的利用率和可靠性，同时降低系统的维护成本。在服务器虚拟化中，每个虚拟机都有自己的内存、CPU、硬盘空间和其他必要的资源，这些资源可以通过虚拟化驱动器访问，从而实现物理设备的抽象。

1 服务器虚拟化概述

作为最常用的虚拟化技术，服务器虚拟化已广泛应用于各个行业。服务器虚拟化利用相应的虚拟化软件对服务器中的资源进行整合和转换，实现资源的均衡分配和网络资源的合理利用，从而提高工作效率[1]。目前，服务器虚拟化有三种方式：“一虚多”、“多虚一”和“多虚多”。“一虚多”是一种传统的虚拟化方法，它将物理服务器虚拟化为多个逻辑服务器。虚拟化的逻辑服务器是独立的，并且彼此不干扰。每个逻辑服务器都运行一个独立的操作系统副本，应用程序可以在独立的空间中运行，而不会相互影响。““多虚一”的实现将多个物理服务器虚拟化为一个逻辑服务器。多个物理服务器通过高速网络或专用总线连接，单个操作系统副本在虚拟逻辑服务器上运行。在逻辑服务器中运行的应用程序可以同时使用来自多个物理服务器的硬件资源，从而形成一个大型节点服务器。“多虚多”是基于“多虚一”技术，将虚拟逻辑服务器划分为多个虚拟服务器，可以根据资源池中的实际资源情况灵活配置和调度性能。无论服务器虚拟化方法如何，都存在虚拟机逃逸、跳跃和传播、非法复制虚拟机映像以及难以审计虚拟机之间流量等安全风险，这对服务器虚拟化在特殊行业的应用提出了巨大的挑战。

2 服务器虚拟化在网络信息体系中的应用

2.1 提高系统的整体性能和效率

在云计算和分布式系统中，高效的远程通信技术支持资源共享和任务分配，使云计算环境中的大规模数据处理变得有效。虚拟化和容器化技术的改进为云计算和分布式系统提供了更高效的资源利用和快速部署能力。虚拟化技术可以将物理资源抽象为虚拟资源，实现资源的动态分配和管理。容器化技术将应用程序及其依赖项打包到独立的容器中，从而实现应用程序的快速部署和扩展。通过采用虚拟化和容器化技术，可以实现资源的灵活分配和利用，提高系统的整体性能和效率。弹性计算和负载平衡等技术创新可以根据实际需求自动调整资源分配，提高系统的通信效率和可靠性。弹性计算是指根据工作负载的变化自动调整资源分配，以满足用户需求。当工作负载增加时，系统可以动态分配更多的计算资源，以确保及时完成任务。负载均衡技术可以将工作负载均匀分布在多个计算节点上，避免单个节点的过载和性能瓶颈，提高系统的整体吞吐量和响应速度。通过上述技术创新，云计算和分布式系统能够实现更高效的远程通信。资源的共享和任务的分布能够在大规模数据处理中实现并行计算和分布式计算，加快数据处理的速度和效率。

2.2 提高系统灵活性和可扩展性

虚拟化技术的出现使云服务器能够像物理服务器一样进行管理和维护，大大提高了系统的灵活性和可扩展性。因此，选择合适的虚拟化技术对于云计算系统至关重要。目前，市场上主流的虚拟化技术有三种：全局虚拟机、本地虚拟机和容器虚拟机。其中，全局虚拟机是最早将整个操作系统映射到虚拟机的虚拟化技术，具有高性能和稳定性；另一方面，本地虚拟机将操作系统映射到每个物理硬件上的虚拟设备，提供更高的资源利用率和更好的负载平衡能力；另一方面，容器虚拟机通过封装应用程序来实现虚拟化，提供了更轻量级的部署方法和更高的操作效率。针对不同的需求和场景，可以选择适合自己的虚拟化技术。例如，对于需要高可用性的应用程序，可以选择全局虚拟机；如果需要一个快速、易于管理的环境，可以选择本地虚拟机；在高效部署和运行小型应用程序时，可以选择容器虚拟机。

3 服务器虚拟化的安全防护措施

3.1 完善安全基础设施

在服务器虚拟化中，建立健全的安全基础设施是确保系统安全的基础。首先，要选择和部署经过身份验证和安全验证的虚拟化平台，以确保其高级别的安全性。其次，建立强大的身份验证和访问控制机制，包括定期更改密码、使用多因素身份验证和限制管理权限。最后，要为虚拟化平台和虚拟机提供持续的安全补丁和更新，并及时修补已知漏洞。应建立全面的日志记录和监控机制，实时检测和响应异常行为和安全事件。

3.2 访问控制与隔离技术

访问控制是一种控制用户访问数据的机制，通过限制和授权数据访问管理来保护数据的隐私。通过采用访问控制策略和机制，用户可以根据用户角色、权限级别和访问需求等因素精确控制对数据的访问，同时避免未经授权的数据访问。设计安全的传输协议和防火墙也是保护大数据安全的重要手段。安全传输协议可以实现加密和身份验证机制，以确保传输过程中数据的安全性。定期对虚拟机进行安全检查和漏洞修复，以确保其安全性。同时，采用最新的虚拟化技术，提高虚拟机的隔离性，防止它们逃逸。

3.3 宿主机安全控制

宿主机的安全性是整个服务器虚拟化系统的先决条件。一旦宿主机受到控制，运行在其上的虚拟机就可能受到攻击。可以从以下几个方面采取安全措施来加强宿主机：（1）设置宿主机BIOS密码，默认设置为从本地硬盘启动，禁止从网络或USB端口启动，以确保宿主机启动的安全性。（2）宿主机应优先使用国产服务器，并安装配套的融合系统，以控制外部端口，控制开放的网络服务和端口，安装服务器审查系统，核验宿主机的登录、运行状态和指挥操作，确保宿主机的安全运行[2]。（3）宿主机配置不同的网络端口和HBA卡，分别用于连接到业务网络、管理网络和存储网络。（4）根据设备安全级别，宿主机应放置在单独的机柜中，严禁在低安全宿主机上创建高安全虚拟机。

3.4 数据保护安全增强

为了增强虚拟机迁移和数据保护的安全性，需要采取一系列安全增强方法。首先，确保虚拟机迁移过程中的身份验证和加密传输，防止未经授权的访问和数据泄露。其次，在虚拟机迁移之前进行安全评估和漏洞扫描，以确保迁移目标环境的安全。最后，使用存储加密技术来保护关键数据的机密性，在虚拟机存储中实施访问控制策略，防止数据被非法访问或篡改。

结束语

总之，服务器虚拟化在网络信息系统中发挥着重要作用，但也需要关注其安全问题。通过采取有效的安全措施，可以降低虚拟化环境中的安全风险，确保正常的业务运营和数据安全。

参考文献：

[1] 钟宇曦. 服务器虚拟化在云计算中的应用探析 [J]. 电脑知识与技术, 2020, 16 (27): 59-60+65.

[2] 陈世清. 服务器虚拟化的风险隐患及对策研究 [J]. 金融科技时代, 2020, 28 (06): 79-81.