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  • 数据中心与云数据中心

    千次阅读 2020-09-11 17:43:36
    数据中心与云数据中心 数据中心(DC,DataCenter)是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、管理等功能,它包括服务器、存储、网络等关键设备和这些关键设备运行所需要的环境因素,如供电、制冷、消防...

    数据中心与云数据中心
    数据中心(DC,DataCenter)是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、管理等功能,它包括服务器、存储、网络等关键设备和这些关键设备运行所需要的环境因素,如供电、制冷、消防、监控等关键基础设施。
    云数据中心是一种基于云计算架构的,计算、存储及网络资源松耦合,完全虚拟化各种IT设备、模块化程度较高、自动化程度较高、具备较高绿色节能程度的新型数据中心。云数据中心有以下特点:
    1、高度的虚拟化,这其中包括服务器、存储、网络、应用等虚拟化,使用户可以按需调用各种资源;
    2、自动化管理程度,包括对物理服务器、虚拟服务器等的自动化管理。
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  • 云数据中心基础原理

    千次阅读 2017-03-27 20:17:42
    传统数据中心的组成 云数据中心的组成 云数据中心与传统数据中心区别

    传统数据中心的组成

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    云数据中心的组成

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    云数据中心与传统数据中心区别

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  • 云数据中心基础

    万次阅读 2018-05-17 13:19:54
    数据中心概述: DC (Data Center) 企业IT系统的核心 海量数据运算、交换、存储的中心 关键信息业务应用的计算环境 集中管控各种数据、应用程序、物理或虚拟化设备的环境 数据中心四大焦点:可靠、灵活、绿色、...

    数据中心概述:

    • DC (Data Center)
    • 企业IT系统的核心
    • 海量数据运算、交换、存储的中心
    • 关键信息业务应用的计算环境
    • 集中管控各种数据、应用程序、物理或虚拟化设备的环境

    数据中心四大焦点:可靠、灵活、绿色、资源利用率。

    传统数据中心面临的问题:

    • IT复杂:

      30%传统数据中心资源分散,利用率低。

      平均业务恢复时间长。100分钟。

      80%工程师手工分配资源。

      5+运维工具,传统数据中心IT设备需要。

    • 商业迟缓:

      大数据处理能力差,不能有效提升商业嗅觉。

      资源需求无法弹性适配。

      不能有效支持企业生命周期发展。

      多DC分散管理协同性差,商业注意力难以集中。

    解决传统问题的最佳途径—云计算:

    1. 虚拟化:大模块集群,资源全面虚拟化。
    2. 安全可靠:端到端安全设计,高可用性软硬件架构,跨域容灾。
    3. 自动化:自动资源分配,故障自愈,可运营自主服务。
    4. 绿色:能耗智能管理,模块化机房,智能测量评估。

    数据中心趋势 — 数据中心迈向云时代:

    数据中心发展过程:

    1. 主机时代:分散化

      局域网架构,大小型机构建,小型数据中心。

    2. 互联官网时代:集中化

      WWW网架构,X86服务器参与共建,各种大型数据中心涌现。

    3. 云计算时代:模块化

      云计算架构,X86服务器主流,模块化部署。

    虚拟化、云计算技术牵引新一代数据中心系统架构的迁移。

    下一代数据中心架构与场景

    下一代数据中心整体架构:

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    图:下一代数据中心整体架构

    下一代数据中心场景一:运营商IDC公有云

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    图:IDC共有云场景方案

    为IDC运营商提供端到端的IDC公有云解决方案:

    1. 提供多种云计算业务和传统业务组合。
    2. 提供一站式整体IDC运营管理方案。
    3. 提供云计算华为物理环境的同一IT运营管理方案。
    4. 提供高性价比的资源池化平台。

    业务价值:

    • 摆脱传统IDC业务类型同质化竞争。
    • 特色的云业务和应用服务带来新的盈利和管道流量的创收。
    • 实现传统业务和云计算业务统一运营,提升运营能力。
    • 降低IT管理复杂度和OPEX,提升管理效率35%以上。
    • 提升IDC资源使用率,节省CAPEX投资30%以上。

    下一代数据中心场景二:园区IDC公有云

    这里写图片描述

    图:园区IDC公有云

    场景方案:

    • 网络租赁方案
    • 业务开展服务器租赁方案
    • 数据存储租赁方案
    • 数据库租赁方案
    • 桌面云方案
    • 安全服务方案

    业务价值:

    • 零成本创业、低成本迁移

      快速创建云主机

      低成本桌面云

    • 贴心服务、政企沟通

      总包式服务

      灵活多样的定制服务

    • 资源配置智能

      随需应变的弹性服务

      支持企业全业务发展

    • 支撑能力全面

      移动服务的全园区覆盖

      随时随地响应业务

    下一代数据中心场景三:电子政务IT托管私有云

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    图:IDC IT外包–政府场景

    IDC电信运营商为政府提供政务外网的应用外包方案建设和应用外包服务:

    • 三数据中心容灾和远程数据备份方案
    • 针对ITO设计典型的IT服务流程和IT管理方案
    • 网络对接方案设计实现网络的可靠性和网络质量
    • 提供访问安全、网络安全和数据安全保障

    业务价值:

    • 政务外网的托管带来管道业务流量的增长创收;
    • 政府作为核心大客户带来长期稳定的盈利;
    • 政府客户的特性确保稳健的现金流;
    • 政务网外网的托管实现将多年运维经验转化为盈利能力;
    • 政务外网新业务的开展实现业务创新,带来整体竞争力的提升。

    下一代数据中心场景四:大企业IT托管私有云

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    图:IDC IT外包-大企业场景

    IDC电信运营商为企业客户提供应用外包方案建设和应用外包服务:

    • 提供高性价比的虚拟化计算平台
    • 提供可扩展的整柜方案满足IT架构的动态扩展
    • 提供三数据中心容灾和远程数据备份方案
    • 提供访问安全、网络安全和数据安全保障

    业务价值:

    • 大企业IT的托管带来管道业务流量的增长创收;
    • 大客户带来长期稳定的盈利;
    • 大企业IT的托管实现将多年运维经验转化为盈利能力;
    • 添加增值业务,承载高附加值服务,带来整体竞争力的提升。

    下一代数据中心关键技术:

    数据中心热点技术:云计算、数据中心网络、容灾备份、安全技术、绿色机房、运营管理、整合迁移、虚拟化技术等。

    云计算:

    • 云计算是一种提供动态、弹性的虚拟化资源的服务模式
    • 从服务层次的角度,可分为IAAS, PAAS, SAAS

    云计算的特点:

    1. 高效

      存储利用率: 40%
      内存利用率50%
      虚拟化性能损耗<5%

    2. 开放性

      兼容主流的服务器
      统一管理主流的虚拟化平台
      支持DTMF, Amazon API

    3. 自动化

      智能资源调度
      自动化部署

    虚拟化技术:

    虚拟化前:IT资源独立,操作系统必须与硬件紧耦合。

    虚拟化后:资源抽象成共享资源池,上层操作系统与硬件解耦,操作系统从资源池中分配资源。

    虚拟机四大特点:

    1. 分区:在单一物理机上同时运行多个虚拟机。
    2. 隔离:同一物理机上多个虚拟机相互隔离。
    3. 封装:整个虚拟机执行环境封装在独立的文件中。
    4. 独立:虚拟机无需修改可运行在任何物理机上。

    端到端的安全防护:

    云数据中心面临的各种威胁,对安全解决方案提出更全面的要求。

    1. 防火墙安全

      防火墙、 VPN接入、多因素身份认证、流量清洗、安全域划分、多因素身份认证。

    2. 虚拟化安全

      云管理应用加固、恶意虚拟机防护、虚拟机模板安全加固 、HyperVisor加固 、虚拟机隔离。

    3. 数据安全

      云管理应用加固、HyperVisor加固、数据加密密钥管理。

    4. 用户管理

      身份识别访问管理、双因素强认证、特权用户访问管理审计。

    数据中心灾备:

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    数据中心绿色机房:

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    数据中心网络,扁平化、模块化:

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    数据中心统一管理,简化管理、敏捷运营:

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    数据中心整合迁移技术:

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    云计算是下一代数据中心的核心技术,虚拟化技术是云计算的灵魂,而在云数据中心的环境里安全,容灾等技术是客户关注的重点技术。数据中心网络,管理,机房属于数据中心的基础技术,如何实现传统数据中心到云数据中心过渡和迁移是数据中心技术的又一个热点技术。


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  • 8.1 云数据中心面临的安全挑战 因为云化和SDN化的网络特点(网元出现的位置随意性更大,出现和消失的时间不定): 首先会导致安全业务开通周期长; 其次SDN的自动化能力是现在安全业务所不能达到的,很多安全业务...

    8.1 云数据中心面临的安全挑战

    因为云化和SDN化的网络特点(网元出现的位置随意性更大,出现和消失的时间不定):
    首先会导致安全业务开通周期长;
    其次SDN的自动化能力是现在安全业务所不能达到的,很多安全业务需要手动配置;
    最后,为了应对突发流量,数据中心部署了大量冗余的安全设备,造成资源浪费。
    安全边界变得模糊:
    基于边界的安全防护无法有效工作
    可能会出现数据中心内部虚拟机被劫持后发动的攻击
    无法防范APT(高级持续性威胁)
    安全管理和安全运维复杂化
    无法感知应用
    安全策略数量庞大,且执行分区域,无法宏观防护
    日志格式不统一,安全威胁调查响应速度慢

    8.2 云数据中心的安全架构

    8.2.1 安全架构全景

    云数据中心对安全的新要求:

    • 对安全隔离提出了更高的要求
    • 云内外访问资源需要更严格的控制访问
    • 更加宏观的安全防护体系
    • 以服务形式交付,满足按需部署和弹性扩缩

    在架构中我们着重讲解一下红框中的内容,包括:
    虚拟化安全中的安全组( Security Group)
    网络安全
    高级威胁检测防御
    安全管理
    在这里插入图片描述

    8.2.2 安全组件架构

    在这里插入图片描述
    应用层
    安全应用统一编排,按需动态发放安全服务,安全应用再将该服务发送给控制器,最终由控制器下发给网络设备。
    安全应用可以利用遥测数据,结合大数据和人工智能进行高级威胁检测,达到了全网防御和主动防御
    控制层
    即SDN控制器。可能采用网络控制器和安全控制器分开部署的方式。
    网络控制器:除了提供网络业务编排和发放之外,还可以提供微分段和业务链的编排和发放,用户可以利用业务链将流量引导到安全设备,协同安全业务发放
    安全控制器:提供IPSec,安全策略,Anti-DDoS,安全内容检测,地址转换等安全业务的编排,同时还可以和网络控制器协同全面感知威胁
    转发层
    网络设备提供诸如ACL,安全组,微分段等网络安全功能,结合安全设备,两者可以实现数据中心边界安全防护,租户边界和租户内的安全防护

    8.3 云数据中心的安全方案价值

    1.安全资源池化,配置全面自动化

    创建东西向业务的防火墙资源池
    创建南北向业务的防火墙资源池
    防火墙资源池可以弹性伸缩,高效可靠部署
    租户间的安全业务可以相互隔离,并实现自动化配置

    2.丰富安全能力,按层次联防

    **各类防火墙安全能力:**安全策略,IPSec VPN加密,NAT策略,IPS,AV,URL过滤,DDoS攻防,ASPF(Application Specific Packet Filter,针对应用层的包过滤)
    微分段:东西向流量安全管控
    业务链:引流到多个安全业务功能节点,并安排引流的先后顺序
    虚拟化层面的虚拟机隔离(利用安全组)
    网络层面

    • 边界部署专业Anti-DDos,针对应用层
    • 边界部署IPS/IDS,APT攻击检测
    • 多引擎虚拟检测技术,Hypervisor行为捕获。检测位置威胁
    • 利用大数据和AI实现安全威胁的自学习检测

    安全检测闭环:网络是安全分析的数据采集器,也是安全策略的执行器。
    该闭环实现了全网协防,响应并隔离内部威胁,防止威胁扩散

    3.防御智能化,安全可视化,安全运维精简化

    智能化
    利用人工智能检测威胁,主动防御
    可视化
    全网安全态势感知:对各种安全信息进行汇总,然后分析决策
    攻击路径可视:大数据分析关联威胁信息,便于攻击回溯和调查
    统一化,简单化
    多厂商统一,多类安全设备统一
    传统精细化管理和基于业务场景的安全策略分层管理,拥有统一的入口
    安全控制器可进行安全策略调优,简化安全策略运维

    8.4 云数据中心的安全方案

    具体的技术细节

    • 虚拟化安全
    • 网络安全
    • 高级威胁检测防御
    • 边界安全
    • 安全管理

    8.4.1 虚拟化安全

    虚拟机之间通过安全组实现安全控制和隔离

    1.安全组

    实现虚拟机之间的互访控制和隔离,可进行自定义安全隔离
    通过对报文五元组的匹配来进行访问控制和隔离
    安全规则支持随虚拟机动态迁移
    在这里插入图片描述
    从上面的模型来看,安全组具有以下几个特点:

    • 安全组是具有相同安全属性的VM/BM的抽象集合,以及它们的安全策略集合
    • 每个安全组都包含出入方向的动作定义,类似于ACL的控制模型
    • 同一个安全组内的成员默认互通
    • 组内成员主动发起的南北向访问,默认允许互通
    • 组外的主动访问需要白名单匹配

    2.方案实现

    实现分为两种,一种是Network Overlay,另外一种是Hybrid Overlay,
    两种组网的含义请参考我的博客:
    《云数据中心网络架构与技术》读书笔记第六章构建数据中心的逻辑网络(Overlay网络)
    6.3章节

    Network Overlay组网中

    • VM接入场景中,由云平台编排并向OVS发放有状态的IPtable,从而实现安全组
    • BareMetal接入场景中,由云平台编排BM的安全组再通过SDN控制器转换为ACL策略下发到接入交换机上
      在这里插入图片描述

    Hybrid Overlay组网中

    由虚拟交换机替代了OVS

    • VM接入场景中,由云平台接入安全组,再通过SDN向虚拟交换机发放安全组业务
    • BareMetal接入场景中,与Network Overlay相同

    在这里插入图片描述

    8.4.2 网络安全

    8.4.3 高级威胁检测防御

    8.4.4 边界安全

    8.4.5 安全管理

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