開(kāi)放的 5G 電信云網(wǎng)絡(luò)，是否真的安全

  ICC訊 5G 電信云網(wǎng)絡(luò)的三級(jí)分布式架構(gòu)，可以更加高效地承載各種類(lèi)型的 5G 垂直行業(yè)應(yīng)用。而 SDN(Software Defined Network，軟件定義網(wǎng)絡(luò))/NFV(Network Functions Virtualization，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)網(wǎng)絡(luò)云化在極大提升資源利用率的同時(shí)，提供了業(yè)務(wù)自動(dòng)化開(kāi)通和智能化運(yùn)維功能，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的快速上線(xiàn)和靈活調(diào)整。由于 5G 電信云優(yōu)勢(shì)顯著，目前運(yùn)營(yíng)商正在積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的云化改造。

  網(wǎng)絡(luò)不斷云化演進(jìn)的同時(shí)，安全問(wèn)題備受關(guān)注。安全是電信網(wǎng)絡(luò)的基本需求之一，也是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重中之重。那么，如此靈活開(kāi)放的 5G 電信云網(wǎng)絡(luò)真的安全嗎?

  NFV 帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)

  NFV 是一把雙刃劍，帶來(lái)開(kāi)放性的同時(shí)，也帶來(lái)了安全風(fēng)險(xiǎn)。

  NFV 以運(yùn)行在 x86 服務(wù)器上的網(wǎng)元功能軟件化的方式實(shí)現(xiàn)了軟硬件解耦，以硬件資源池化的方式使得網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加開(kāi)放，業(yè)務(wù)部署更加靈活。但是在 NFV 架構(gòu)下，為實(shí)現(xiàn)各層面的互操作性，NFV 組件之間必須具備開(kāi)放性，這會(huì)帶來(lái)組件交互的安全風(fēng)險(xiǎn)。

  為了避免這些安全風(fēng)險(xiǎn)，保障虛擬化電信云網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全運(yùn)行，必須采取有效的安全措施。

  5G 電信云網(wǎng)絡(luò)安全措施

  5G 電信云組網(wǎng)對(duì)安全性要求非常嚴(yán)格，從物理組網(wǎng)層面到業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)層面都有限制。

  在之前講的“5G 電信云數(shù)據(jù)中心的邏輯組網(wǎng)”中，我們提到了根據(jù)接入服務(wù)器的不同功能，物理網(wǎng)絡(luò)(Underlay 網(wǎng)絡(luò))劃分為計(jì)算域、存儲(chǔ)域和管理域，通過(guò)將這三個(gè)域各自獨(dú)立部署并結(jié)合防火墻技術(shù)，來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的安全性。這其實(shí)就是物理組網(wǎng)層面的安全措施。

  一般來(lái)說(shuō)，物理組網(wǎng)要進(jìn)行嚴(yán)格的組網(wǎng)隔離，部分運(yùn)營(yíng)商甚至要求多層級(jí)的隔離。這也可以看出，安全性在電信云中地位顯著。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在 5G 電信云系統(tǒng)中會(huì)按照不同的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，把設(shè)備劃分到不同的安全域中，不同的安全域邊界如果互訪(fǎng)，需要穿過(guò)防火墻。

  類(lèi)似的，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)也會(huì)通過(guò)劃分不同的安全域，再在不同區(qū)域之間通過(guò)不同類(lèi)型的防火墻實(shí)現(xiàn)等級(jí)保護(hù)。

  下面我們就來(lái)看看安全域是如何劃分的，以及如何通過(guò)分域管理來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的安全。

  分域管理

  對(duì)于安全域的概念，有非常細(xì)致的區(qū)分，我們把安全域劃分為不同的層級(jí)。

  第一層級(jí)，整網(wǎng)劃分為計(jì)算(業(yè)務(wù))域、存儲(chǔ)域和管理域，這三個(gè)域物理隔離，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)的隔離，并使用防火墻對(duì)跨越不同網(wǎng)絡(luò)的通信進(jìn)行防護(hù)。

  第二層級(jí)，在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，又劃分為暴露域、非暴露域、核心域和管理域。看到這里，可能細(xì)心的同學(xué)會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn): 怎么又有一個(gè)管理域?別急，此處的管理域與第一層級(jí)中的管理域是不同的。

  第一層級(jí)中的管理域管理的是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，是必要的。而業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的管理域管理的是業(yè)務(wù)，有時(shí)根據(jù)客戶(hù)的實(shí)際需求，可能沒(méi)有管理域，也就是非必要的。

  業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同的區(qū)域之間通過(guò)不同類(lèi)型的防火墻實(shí)現(xiàn)等級(jí)保護(hù)。其中不同的安全域中包含不同的網(wǎng)元。

  在外部黑客攻破業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的暴露域時(shí)，不會(huì)影響到非暴露域、核心域和管理域的數(shù)據(jù)安全。即使攻破了非暴露域，由于非暴露域和核心域、管理域之間的防火墻與被攻破防火墻是異構(gòu)的，最大可能地將網(wǎng)絡(luò)威脅終止在非暴露域和核心域、管理域之間的防火墻，保證了核心域和管理域的安全。即使整個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)受到威脅，但是存儲(chǔ)域和管理域還有一層存儲(chǔ) / 管理防火墻的保護(hù)，很大可能網(wǎng)絡(luò)威脅只影響運(yùn)行業(yè)務(wù)，而不是讓整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)受到攻擊。

  另外，管理域和存儲(chǔ)域又劃分不同的邏輯網(wǎng)絡(luò)平面，嚴(yán)格禁止不同網(wǎng)絡(luò)平面的互訪(fǎng)。不同的角色設(shè)置不同的權(quán)限，分權(quán)分域。

  其實(shí)，電信云中各類(lèi)域的劃分比較類(lèi)似于古代城池的建造，通過(guò)區(qū)別不同的功能區(qū)域和設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)來(lái)方便管理，并且通過(guò)建造城門(mén)來(lái)有效控制不同區(qū)域的人員流動(dòng)，以達(dá)到安全可控的目的。

  通過(guò)分域管理，我們能夠精準(zhǔn)、快捷地對(duì)電信云中的每個(gè)區(qū)域模塊進(jìn)行有效部署和控制。這就像我們上面所講的城池建造一樣，一個(gè)人管理城中那么多的百姓是很困難的。但是，通過(guò)劃分不同的區(qū)域，再給每個(gè)區(qū)域安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)就可以輕松達(dá)到全局可控的目的了。

  防火墻部署

  理解了分域管理的概念，我們接著上面的例子來(lái)講下防火墻。

  通常在古代，一個(gè)國(guó)家的每個(gè)城門(mén)都是一種界限的象征。當(dāng)沒(méi)有城門(mén)的時(shí)候，百姓可以在各城中隨意出入，容易產(chǎn)生各種矛盾和糾紛，并且不方便協(xié)調(diào)和管理，因此我們?cè)O(shè)置了城門(mén)來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制，這樣每個(gè)城中的人只能在有限的范圍內(nèi)流動(dòng)，既提升了管理效率，又避免了各種問(wèn)題。這里的“城門(mén)”就類(lèi)似于防火墻的概念。

  在電信云層面，防火墻的用途主要用于安全域邊界的隔離。DC(Data Center，數(shù)據(jù)中心)業(yè)務(wù)網(wǎng)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的隔離，一般使用南北向防火墻。DC 內(nèi)不同安全域之間互訪(fǎng)的隔離，一般使用跨域東西向防火墻。

  其中在東西方向，流量安全采用分布式防火墻(安全組)進(jìn)行隔離。同一個(gè)安全組的 VM(Virtual Machine，虛機(jī))可以互訪(fǎng)，不同安全組 VM 間默認(rèn)是不能互相訪(fǎng)問(wèn)的。安全組是有狀態(tài)的，租戶(hù)可以設(shè)置某個(gè) VM 能夠主動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)其它外網(wǎng)資源，但是拒絕外部的主動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)。

  南北向流量安全防護(hù)，采用外置硬件防火墻進(jìn)行安全隔離。

  安全域間部署的東西向防火墻掛接在網(wǎng)關(guān)上，跨安全域的流量要經(jīng)過(guò)防火墻進(jìn)行互通。

  講到這里，我們可以看出，5G 電信云的分域管理和防火墻部署相互結(jié)合，可以為 5G 電信云構(gòu)建層層安全屏障。這種措施切實(shí)保證了網(wǎng)絡(luò)的通暢和安全。

  網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，安全隨行。未來(lái)，隨著 5G 電信云網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，安全策略也將越來(lái)越完善。

  文中涉及的縮略語(yǔ)：

  SDN(Software Defined Network，軟件定義網(wǎng)絡(luò))

  NFV(Network Functions Virtualization，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)

  EPC(Evolved Packet Core，演進(jìn)的分組核心網(wǎng))

  MANO(Management and Orchestration，管理和編排)

  VNFM(Virtualized Network Function Manager 虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能管理)

  EMS(Element Management System，網(wǎng)元管理系統(tǒng))

  DC(Data Center，數(shù)據(jù)中心)

  VM(Virtual Machine，虛機(jī))