虚拟化技术灾备解决方案原理分析
虚拟化安全 解决方案
虚拟化安全解决方案1. 引言随着云计算和虚拟化技术的快速发展，虚拟化安全问题日益重要。
虚拟化技术使组织能够在单个物理服务器上运行多个虚拟机实例，这提供了更高的资源利用率和灵活性。
然而，虚拟化环境中的安全风险也随之增加。
本文将介绍虚拟化安全的解决方案，包括虚拟化平台的安全性、虚拟机安全和云计算环境下的虚拟化安全保障。
2. 虚拟化平台的安全性虚拟化平台是支持虚拟机实例运行的基础设施。
保证虚拟化平台的安全性对于整个虚拟化环境的稳定和安全运行至关重要。
2.1 虚拟化平台的漏洞管理虚拟化平台的漏洞可能导致恶意用户或程序对整个平台实施攻击。
漏洞管理是保证虚拟化平台安全的一项重要措施。
推荐使用最新版本的虚拟化平台软件，并及时应用安全补丁，以修复已知漏洞。
此外，定期进行安全审计和漏洞扫描，确保虚拟化平台的安全性。
2.2 虚拟化平台的访问控制对于虚拟化平台的访问控制是确保平台安全性的关键。
建议实施严格的访问控制策略，包括强密码和多因素身份验证，限制对虚拟化平台的访问权限。
此外，还应该对虚拟化平台进行监控和日志记录，及时检测和响应潜在的安全事件。
2.3 虚拟化平台的网络安全虚拟化平台的网络安全包括虚拟网络的安全性和虚拟机之间的隔离。
建议使用虚拟局域网（VLAN）或虚拟专用网络（VPN）来隔离虚拟机之间的通信，防止恶意用户通过网络攻击其他虚拟机。
另外，使用防火墙和入侵检测系统来监控和保护虚拟化平台的网络。
3. 虚拟机安全虚拟机是在虚拟化平台上运行的操作系统实例。
保证虚拟机的安全对于整个虚拟化环境的安全至关重要。
3.1 虚拟机的安全配置虚拟机的安全配置包括禁用不必要的服务和功能，限制虚拟机的网络访问和资源使用，并定期更新操作系统和应用程序的补丁。
此外，为虚拟机创建安全备份和快照，以便在发生安全事件时能够快速恢复。
3.2 虚拟机的安全策略建议制定适当的安全策略，包括访问控制、身份验证、加密和审计措施，以确保虚拟机的安全。
虚拟化解决方案
虚拟化解决方案深圳市深信服科技有限公司2014年11月第一章需求分析1.1高昂的运维和支持成本PC故障往往需要IT管理员亲临现场解决，在PC生命周期当中，主板故障、硬盘损坏、内存没插紧等硬件问题将不断发生，而系统更新、补丁升级、软件部署等软件问题也非常多，对于IT管理员来说，其维护的工作量将是非常大的。
同时，桌面运维工作是非常消耗时间的，而这段时间内将无法正常进行网上工作，所以也会影响到工作效率。
最后，从耗电量方面来讲，传统PC+显示器为250W，那么一台电脑将产生高达352元/年【0.25（功耗）*8（每天8小时工作）*0.8（电费，元/千瓦时）*240（工作日）】本机能耗成本，而电脑发热量也比较大，在空间密集的情况下，散热的成本也在逐步上升。
因此，IDC预测，在PC硬件上投资10元，后续的运营开销将高达30元，而这些投资并不能为学校带来业务方面的价值，也即投入越大，浪费越多。
1.2 不便于进行移动办公传统的PC模式将办公地点固定化，只能在办公室、微机房等固定区域进行办公，大大降低了工作的效率和灵活性，无法适应移动化办公的需求。
1.3数据丢失和泄密风险大信息化时代，其数据存储和信息安全非常重要，在信息系统中存储着大量的与工作相关的重要信息。
但是传统PC将数据分散存储于本地硬盘，PC硬盘故障率较高，系统问题也很多，这使得当出现问题时数据易丢失，同时由于数据的分散化存储，导致数据的备份及恢复工作非常难以展开，这些都是棘手的问题。
另外，PC/笔记本上的资料可以自由拷贝，没有任何安全策略的管控，存在严重的数据泄密风险。
综上所述，桌面云解决方案是业界IT创新技术，目前已在众多行业机构得到广泛应用。
通过基于服务器计算模式，将操作系统、应用程序和用户数据集中于数据中心，实现统一管控。
此方案可通过革新的桌面交付模式，解决当前桌面管理模式中存在的运维难、不安全、灵活性差等问题，实现高效、便捷、防泄密的经济效益。
操作系统虚拟化技术的原理及其优化策略
操作系统虚拟化技术的原理及其优化策略操作系统虚拟化技术是一种将物理主机资源虚拟化为多个虚拟机，用户可以在虚拟机中运行独立的操作系统和应用程序的技术。
虚拟化技术起源于20世纪90年代，最早应用于大型服务器、存储和网络领域，随着商用虚拟化技术的普及，它也逐渐普及到个人计算机和移动设备领域。
一、操作系统虚拟化技术的原理虚拟化技术根据不同的虚拟化对象，可以分为服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化等。
在本文中，我们主要讨论的是服务器虚拟化技术。
1. 操作系统虚拟化技术的实现方式操作系统虚拟化技术实现方式主要有两种：基于全虚拟化的技术和基于半虚拟化的技术。
基于全虚拟化的技术是指虚拟机监视器层能够完全模拟物理机的硬件，并在虚拟机中运行一个无需对操作系统做出任何修改即可运行的操作系统。
基于半虚拟化的技术则需要对操作系统进行修改，以便让它能够意识到自己是在虚拟化环境中运行，从而更好地适应虚拟化环境。
两种技术各有优劣，基于半虚拟化的技术虽然可以避免一些性能上的损失，但需要修改操作系统内核，不如全虚拟化的技术具有通用性。
2. 操作系统虚拟化的关键技术实现操作系统虚拟化的关键技术包括虚拟机监视器、硬件虚拟化扩展、内存虚拟化、I/O虚拟化等。
虚拟机监视器是指虚拟机管理程序，它负责创建虚拟机并监控虚拟机的运行，同时还负责虚拟机间与物理主机的通信。
硬件虚拟化扩展是指Intel VT（Virtualization Technology）和AMD-V，它们为VM提供硬件支持，从而降低操作系统运行在VM上时的性能损失。
内存虚拟化是指将虚拟机中的内存映射到物理主机的实际内存中。
I/O虚拟化是指虚拟机中的I/O请求被虚拟机监视器截获并转化为对物理机的I/O请求。
3. 操作系统虚拟化的实现过程首先，虚拟机监视器会在物理主机上创建一台虚拟机，并为其提供运行环境。
然后，虚拟机监视器将虚拟机提供给用户，用户可以在虚拟机中运行操作系统和应用程序。
灾备设计方案
RPO 是反映恢复数据完整
性的指标，在同步数据复制方式下， RPO 等于数据传输延迟的时间；在异步数据复制下，
RPO 基本为异步传输数据排队的时间。在实际应用中，考虑导数据传输的因素，业务数据 库与容灾备份数据库的一致性（ SCN）是不同的， RPO 表示业务数据库与容灾备份数据库
SCN 的时间差。发生灾难后，启动容灾系统完成数据恢复， 据损失量。
理
制。
数据 库的异地复制技 术，通常采用日志复 制功能，依靠本地和 远程主机 间的日志 归 档与 传递 来实现 两端的数据一致。
平
与平台无关，
台 同构存 储
要
需要增加 专有的复制服 务器 同构主机、异构存 储 与平台无关
或带有复制功能的 SAN 交换
求
机
复
制
高
高
性
高
较高
能 资
源 对生产系统存储性能有影 对 网 络 要求高
综合来进行考量。后续在 1.6.1 数据同步章节，将会有这 4 类数据复制技术的综合对比，可 以作为选择的参考。
1.2.3 网络安全
通信网络是容灾系统的组成部分， 通信线路的质量也是容灾系统的性能指标之一， 其中包括
网络的数据传输带宽、网络传输通道的冗余和网络服务商的服务水平（网络年中断率）
。如
果容灾系统使用的通信网络是确定的， 为了比较不同容灾解决方案， 可以用单位存储容量的
1.4 容灾技术分析
1.4.1 备份方式
(1) 冷备份
备份系统未安装或未配置成与当前使用的系统相同或相似的运行环境
, 应用系统数据没有
及时装入备份系统。 一旦发生灾难， 需安装配置所需的运行环境， 用数据备份介质 （磁带或
双活数据中心与灾备解决方案技术部分PPT课件
VMware NSX Multi-Site Single VC, Stretched Cluster
Cluster ConfigurationvMSC enables stretched clusters across two physical sitesIn an NSX deployment Management, Edge and Workload clusters are all stretchedUnder normal conditions all Management Components run in a Site A and are protected by vSphere HAThey are automatically restarted at Site B in the event of a site outage. The management network is not stretched and must be enabled on Site B as part of the recovery run bookDependent on design, NSX Edge Services Gateways are either active in both sites or a single site and can also leverage HAVMs in the Workload Clusters are
172.16.10.0/24
Site A
Site B
Distributed Logical Router
VM4
VM5
App Logical Switch
172.16.20.0/24
Site A NSX
Edge GW192.168.10.1
VMware虚拟化技术详解
X
虚拟化 Data Recovery
应用程序 应用程序 应用程序 操作系统 操作系统 操作系统
ESX
虚拟机的无代理、基于磁盘的 备份和恢复
虚拟机或文件级别的恢复
增量备份和消除重复数据以 节约磁盘空间
为虚拟机提供快速、简单和 完整的数据保护
通过 vCenter 实现集中式管理 经济高效的存储管理
消除重复数据 存储设备
负载（通常只有一个）
• 增加虚拟化层 • 裸金属架构 • 每台机器上有多个操作系统和多个应
用负载
虚拟化架构
寄居架构（Hosted Architecture）
裸金属架构 (“Bare Metal” Architecture)
例如：GSX Server, 虚拟化 Server, Workstation
他必要的系统软件 安装和配置应用软件 测试应用 安排宕机时间/数据迁移
整合后
15-30 分钟， 用模板和自部署向导或 拷贝虚拟机，启动即可
把虚拟机拷贝然后重新启动 [工具已经安装] [应用已经安装，配置]
完成
333服务器替换/年=节省10,000人/小时
部署挑战
依赖硬件可用性 易发生人为错误 标准化困难 审核困难 需要数天，甚至数周
© 2009 虚拟化 Inc. All rights reserved
正确 IT 投资
1 减少物理基础架构的成本 2 减少数据中心的运营成本
（例如：供电/制冷） 3 提高生产率、运维管理
灵活性和响应度
为每个工作负载节约的总成本
虚拟化将服务器、存储及网络连接基础架构整合到一起， 旨在安全地实现更高的利用率。
业务需求
下电
资源池
虚拟化解决方案(纯方案,62页)
企业需要什么样的桌面环境？
可随时随地工作 企业防火墙之外 在线或离线 高性能 可安装需要的应用 两全其美：商务+个人 用户安全性
IT面对支援用户桌面的挑战
企业数据与笔记本电脑同时移动办公 违反安全政策及增加服务台的工作量 难以保持笔记本的更新 难以执行的备份策略 设备发生故障需要更长的恢复时间
x86
x86
x86
虚拟防火墙
• ACL控制 • QoS限制 • 流量监控
虚拟化审计
• 对虚拟机的数据传输、工作状态、网络流量等任何操作和 配置进行实时记录
• 控制和减少违规操作带来的风险，减少安全事件的发生。
自动化迁移（P2V/V2V）
支持从物理机到虚拟机的无缝转换
P2V
集群管理架构对比
“其他友商”
必要
支持：需要额外支付1.2~1.6万美 元购买 vCenter Server Heartbeat 产品 支持，标准版和更高版本
支持 支持，不再收费 支持
Site Recovery Manager：每处 理器需要额外支付2000美元 支持
不支持 不支持
虚拟防火墙
支持
支持
不支持
高性能和伸缩性
• 真正的 64 位虚拟化引擎
裸金属架构
▪ 将Hypervisor直接安装在物理服务器之上而无须先安装操作
系统的预装模式，再在Hypervisor上安装其他操作系统(如 Windows、Linux等)。 ▪ 主要应用于数据中心生产环境。 ▪ 例如： VMware ESXi、Citrix XenServer、Microsoft Hyper-V、红山vGate等。
借助服务器整合 降低成本
凭借经验证明的数据中心解决方案
灾备中心解决方案
灾备中心解决方案
《灾备中心解决方案》
灾备中心是一个组织保护数据和应用程序免受自然灾害、技术故障和其他紧急情况影响的重要措施。
为了确保灾备中心能够高效地运转，需要采取一些解决方案来应对各种潜在的风险和挑战。
首先，灾备中心解决方案需要考虑到数据的备份和恢复。
这意味着在灾难发生时，组织能够快速地恢复数据的完整性和可用性。
为了实现这一点，可以采用远程备份技术，将数据存储在安全的位置，并定期进行备份。
此外，还可以利用虚拟化技术来提高数据恢复的速度和效率。
其次，灾备中心解决方案需要关注应用程序的可用性和灾难恢复能力。
这意味着在灾难发生后，组织能够迅速启动备用的应用程序，并确保其正常运行。
为了实现这一点，可以采用基于云计算的应用程序部署模式，利用虚拟机和容器来实现快速的应用程序恢复。
另外，灾备中心解决方案还需要考虑到网络和通信的安全。
这包括确保在灾难发生时，组织能够继续正常的网络连接和通信，确保员工和客户能够获得所需的服务和支持。
为了实现这一点，可以采用多重网络连接和备用通信设备，同时加强网络安全措施，防止恶意攻击和数据泄露。
总之，灾备中心解决方案是组织应对灾难和紧急情况的重要工
具，需要综合考虑数据备份、应用程序恢复、网络通信等方方面面的因素。
通过有效的解决方案，可以确保组织在灾难发生时能够快速、有效地应对，并尽快恢复正常运营。
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虚拟化技术灾备解决方案原理分析
虚拟化技术灾备解决方案的核心思想是双向复制，数据在其他地方实时产生
一份可用的副本，此副本不需要做数据恢复，即可投入使用，当中断恢复后再还
原回去。
当主服务器突然发生故障或者因其他损坏而停止工作时，和主服务器同步并
做备份的虚拟主机开始启动，它将临时客串成为主服务器，同时向管理员发送邮
件或者直接发送通知到管理员的移动终端上。当主服务器恢复后，虚拟机上包括
操作系统、数据库、应用程序和其他相关数据都被无缝地迁移回原来的主服务器。
完成这些操作只需要轻松地点击几下鼠标，用户根本感觉不到曾有业务中断。“这
一切都是利用虚拟化技术灾备解决方案所带来的方便。”Novell公司工程师杨英
宏说。
用户大量的业务系统依靠IT作为支撑，如果IT系统环境出现问题，将很难
保证业务的正常运行，同时带来较大损失。市场上流行着各种各样的灾备技术和
系统，但是，由于传统灾备系统的安装、配置和复杂度比较高，价格也比较昂贵，
用户80%的投入只保护了20%的服务器，而且并不能真正保证业务运行。
灾备的目的是当灾难发生后，要立即恢复系统，尽快投入使用，所以灾备采
用的各种技术，无论是数据备份、数据复制还是其他技术，都将围绕着业务的连
续来进行。衡量这些灾备技术的指标主要是RPO(Recovery Point Object，恢复点
目标)和RTO(Recovery Time Object，恢复时间目标)。
在虚拟化技术的灾备解决方案中，把要备份的目标定义为工作负载，这是指
独立于硬件平台之上的一些应用运行环境，包括操作系统、数据和应用。
虚拟化技术灾备解决方案的核心思想是双向复制，数据在其他地方实时产生
一份可用的副本，此副本不需要做数据恢复，即可投入使用，当中断恢复后再还
原回去。数据复制的最大好处是副本数据立即可用，没有数据恢复时间，RTO
非常好。因为是实时复制，RPO也非常好，几乎不会丢失多少数据。
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看看虚拟化技术的灾备系统具体是如何工作的，方案如图1所示。对于安装
了Novell自动化迁移技术的设备，比如是一台服务器，或者是厂商提供的一个
灾备设备，第一步是通过P2V(Physical Server to Virtual machine，物理服务器向
虚拟机迁移)技术，把物理服务器工作负载迁移到虚拟服务器上，或是用
V2V(Virtual machine to Virtual machine，虚拟机向虚拟机迁移)技术，通过网络把
被保护的虚拟机将工作负载迁移到灾备系统里作为虚拟机集中运行。通过这样一
个基于虚拟化的灾备技术，可以为用户提供一个既支持本地容灾，又支持网络容
灾的系统。
可根据策略进行设定。比如，物理服务器对外运营系统，可设置一个增量复
制的时间，时间段的设置可以从分钟到周; 每当物理服务器(对外工作的服务器)
有任何数据变化，通过网络就能有一个增量同步到灾备系统中相对应的虚拟机
里，这样可保证服务器在运营的同时，它所有更新的数据也同步写到灾备系统里。
一旦物理服务器，也就是被保护的系统发生故障时，灾备系统即可快速地接管服
务。
因为虚拟机的环境和被保护的服务器环境是完全一样的，所以启动后，它可
以对外提供服务。用户连接到灾备系统里的这台虚拟服务器上，保证被保护的服
务器停机时间最少，数据丢失量也是最少的。被保护的物理服务器得到修复后，
在灾备系统里运行V to P(Virtual machine to Physical Server，虚拟机向物理服务器
迁移)的操作，也就是灾备系统里的虚拟机可以重迁移回物理服务器上，这就是
整个灾备工作的流程。
双向迁移
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在虚拟化灾备解决方案中，最关键的技术之一是双向的迁移技术。如图2
所示，我们可以看到，P(Physical Server，物理服务器)、V(Virtual machine，虚拟
机)、I(Image archive，映像)三者之间可以做到双向的、自动化的、基于策略的迁
移。P2P是从一个物理机把工作负载迁移到另一个物理机; P2V是把一个物理机
的工作负载迁移到一个虚拟化平台上; V2V和V2P是把虚拟机从一个虚拟化平台
通过网络迁移到另一个虚拟化平台，或从一个虚拟机把工作负载迁移到一个物理
机上。
了解了P、V、I三者之间的双向的、自动化的、基于策略的迁移，就很容
易理解基于虚拟化的灾备解决方案了。杨英宏表示，当前包括Novell在内，有
更多的厂商开始提供完整可靠的迁移产品。
传统的远程灾备一个重要的不足就是费用高。不仅是数据复制系统价格高，
还需要增加硬盘存储空间和主机系统，再考虑到网络布线和远程机房的费用，数
据远程灾备的成本大大增加，维护费用也远远高于数据备份。而虚拟化技术的成
本较低，它在节能、降耗等方面也具有很强的竞争力。
虚拟化灾备技术的优势还包括: 在系统发生故障或灾难时，恢复工作负载的
流程非常简单; 减少灾难恢复解决方案代价昂贵的缺点，通常需要1对1的冗余
硬件和软件资源; 较好实现灾备并能方便完成持续测试，能够保护混合物理和虚
拟机中的工作负载; 在做增量复制时，可以设定网络带宽，防止网络带宽耗尽，
影响到其他业务运营。
如果物理服务器彻底坏了,可以直接更换一个新的服务器，让灾备系统还原
到新的设备上。比如当升级主服务器时，服务器硬件配置发生变化时，从虚拟机
仍然能够迁移还原到新的服务器上，或者从工作站还原到刀片服务器上。
省钱节能
随着IT与业务重要性和紧密性的提高，用户也都采用一些灾备解决方案，
但还是有大量的服务器没有得到很好的保护。因为现在的一些灾备服务器价格都
是很昂贵，尤其是异地或跨广域网的灾备，对大多数用户来说都是不能够承受的。
由于采用虚拟化解决方案可以有效降低成本，大多数中小企业，或者公司有一些
分支机构都可以采用这项技术的灾备。
其次是一些服务器用户认为不太重要，如邮件服务器文件服务器、Web服务
器。其实它们也是很重要的，也都包含了一些重要信息，如果这些服务器发生故
障，也会对用户的业务产生一些影响。
适用于临时灾备。对于一些大的用户或企业，他们有自己的研发和测试系统，
由于测试过程需要持续一段时间，也需要临时灾备，没有灾备很容易使测试中断
且系统恢复困难。另一种客户是中小型客户，他们愿意选性价比高的系统。
另外，基于主机的异构复制的灾备技术是未来的发展趋势之一，有更广阔的
市场。因为大多数客户具备异构主机环境，支持异构环境的数据复制技术，就可
以利用现有环境，在各台主机之间互为复制，虚拟化正是实现这个目标的解决之
道。