论云计算平台上的网络安全-开题报告

（一）课题提出的背景与意义

随着云计算技术的飞速发展，为传统的数据中心带来了革命性的变化，传统的数据中心采用的是一个应用对应一台服务器的部署方式，同时后端采用高性能磁盘阵列进行数据存储。这种架构采用的是Scale up的扩展方式，即不断增加设备的性能来提升数据中心的运算能力。但是，随着信息化技术的飞速发展，我们发现Scale up的扩展方式存在着严重的问题，即随着性能的增加，性能与成本的比值并不是1:1的增长，提升一点点性能可能需要数倍的投资。同时，数据中心中还存在着大量的资源浪费，部分应用只占用了5%到10%的系统资源，管理员无法有效的利用空余这些资源，还带来了大量的管理成本与电力成本。为了解决这种种问题，云计算技术应运而生。云计算采用的是Scale out的扩展方式部署数据中心，即通过横向的增加计算节点，提升整个数据中心的计算能力，以前由一台机器完成的运算，现在由多台机器一起完成，即分布式云数据中心。或者由一台机器由一台机器运行多个应用，即我们的服务器虚拟化技术。在这种架构下在性价比上相比与传统的数据中心架构得到了显著的提升。

1.国内外云计算数据中心的发展趋势

通过这种云计算这种变革性的技术，一些大型的互联网公司甚至可以将自己的云计算数据中心的计算资源进行出租。例如亚马逊、google，国内的百度、阿里、腾讯都有自己的云计算中心，在最近的新闻中我们还发现，因为在云计算当中的投入，亚马逊、谷歌和微软的市值大涨，而传统的IT巨头IBM也在出售自己的硬件业务，以此全面投入到云计算的怀抱中，浙江省政府与阿里开展了全面合作，建造了政务私有云。这种种的迹象都表明了，传统的数据中心必将迎来一次脱胎换骨的改变，而这也代表着传统的网络安全也需要进行一次变革，从网络安全到云安全的变革。

2.传统的数据中心如何实现网络安全

我们都知道，网络分为七层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，而网络安全的根本目的则是通过对这七层进行防护，从而达到保障安全的目的。在传统的数据中心中，网络安全的保障非常简单。我们只需要将对应的业务接入到相对应的网络中，在网络出口处部署防火墙保障数据链路层、网络层、传输层的网络安全，在防火墙后端部署IPS保障会话层、表示层、应用层这3层的网络安全。物理层则通过规范的管理，以及一些安全防护的物理设备，如屏蔽线缆等方式保障安全。我们还可以内网部署一些杀毒软件、上网行为管理，防止认为的操作导致病毒入侵。

3.云计算数据中心网络安全的改变

到了云计算时代，我们的网络安全就没有这么简单了。根本原因还是因为整个网络架构发生了改变，相较于传统的数据中心，变得更为复杂。这对于网络设备的部署方式、安全策略的设计、网络设备的功能、性能等都带来了严峻的挑战。要实现云安全，我们需要解决几个问题，首先安全设备必须拥有更强的性能，我们都知道，云计算数据中心中的虚拟机数量非常庞大，并发数量非常多，如果性能不足，则会导致整个网络运行速度缓慢，严重影响用户体验。其次，因为云计算中的传输的数据不再是传统的数据形式，而是虚拟化数据。数据形式发生了根本的改变，因此网络安全设备如何甄别虚拟化数据则成了一个非常重要的问题。第三点，在云计算数据中心中，虚拟机的部署不再是通过物理交换机进行对接，而是通过软件定义的网络交换机进行部署，网络安全设备如何和这种虚拟交换机对接则成了一个非常重要的问题。

（一）国内外的研究现状

在国内外，云计算数据中心网络安全的研究也才刚刚起步。因为云计算数据中心也只是今年在刚开始起步的，目前正在搭建大型的云计算数据中心的，国内主要是百度、阿里、腾讯3家公司。国外则主要是亚马逊、谷歌、微软等公司。而这些公司。这些公司都有一个显著的共同点，那就是他们都是大型的互联网公司，而这种公司有一个非常显著的共同点，他们的技术实力非常强，他们有这个技术实现，重新针对自己的云计算数据中心开发一套网络安全系统。而中小型企业只能通过购买别的厂商已经成熟的解决方案来实现。例如VMware、Hyper-V等等。但是这些平台互相孤立，极难互通。即使是在openstack平台中也存在着大量的BUG，不进行二次开发根本无法使用。

二、^范文提纲

1 云计算数据中心的网络架构分析

1.1传统数据中心的网络架构与安全

1.1.1传统数据中心的网络架构

1.1.2传统数据中心的网络安全

1.2云计算数据中心的网络架构与安全

1.2.1云计算数据中心的网络架构

1.2.2云计算数据中心的网络安全

2 云计算数据中心的网络安全需要实现的基本功能

2.1软件定义的网络安全

2.1.1软件定义的分布式交换机及其基本功能

2.1.2软件定义的防火墙及其基本功能

2.1.3软件定义的杀毒及其基本功能

2.2硬件部署的网络安全

2.2.1网络设备的基本安全

2.2.2服务器的基本安全

2.2.3终端设备的基本安全

2.3其他网络安全保护方式

3 云计算数据中心的网络安全难点分析

3.1软件定义的网络安全难点分析

3.2硬件部署的网络安全难点分析

3.3其他难点分析

4 Openstack平台下的网络安全

4.1 Openstack平台下网络架构

4.2 Openstack平台下网络安全保护方式

4.3 Openstack平台下网络安全难点分析

三、参考文献

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