李婧璐

摘要

SDN作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，擁有優(yōu)秀的靈活性與可擴(kuò)展性，對于網(wǎng)絡(luò)虛擬化、低成本化的要求顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢。對于大型企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榻尤胗脩魯?shù)量龐大，對于企業(yè)內(nèi)部敏感數(shù)據(jù)保護(hù)，以及用戶上網(wǎng)行為的規(guī)范化顯得倍加重要。本文通過分析SDN架構(gòu)中的安全特點(diǎn)以及安全威脅，提出了一種SDN架構(gòu)下的安全技術(shù)框架，其較傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有更而的可擴(kuò)展能力，同時(shí)擁有更靈活的策略配置與硬件資源分配能力。不但便于對系統(tǒng)運(yùn)維，而且硬件資源可以更為有效的得到利用。

【關(guān)鍵詞】SDN架構(gòu) 信息安全

1 SDN技術(shù)及現(xiàn)狀

SDN（Software Defined Network）是一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，OpenFlow技術(shù)是這一架構(gòu)的核心技術(shù)，由美國斯坦福大學(xué)Clean Slate研究組首先提出。它的核心是將控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分離來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，能夠?yàn)楹诵木W(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用創(chuàng)新提供良好的平臺。在SDN架構(gòu)下，開放和標(biāo)準(zhǔn)化是核心關(guān)鍵點(diǎn)。

從近兩年SDN的發(fā)展情況來看，SDN的應(yīng)用嘗試和商用部署主要集中于數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。對互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而言，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對簡單，流量流向相對單一，使用SDN技術(shù)有效的降低了組網(wǎng)成本。電信運(yùn)營商期望能夠通過SDN技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多廠商設(shè)備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境集中高效控制，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

2 SDN架構(gòu)的安全特點(diǎn)

SDN架構(gòu)提供了一個(gè)平臺，它具有高可擴(kuò)展性、高靈活性的網(wǎng)絡(luò)部署，精細(xì)高效的數(shù)據(jù)流控制等特點(diǎn)。較目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，SDN能提供更安全、可靠的對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中式、自動化管理、統(tǒng)一的策略執(zhí)行等。諸如訪問控制、防火墻、人侵檢測、人侵防御等可以利用開放API輕松方便地實(shí)現(xiàn)集成到SDN中，革命性的創(chuàng)新為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來了很多靈活性同時(shí)也使得SDN中的安全問題呈現(xiàn)出其特有的特點(diǎn)。

SDN架構(gòu)管理的集中性體現(xiàn)在將網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問控制、網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)部署等的集中。這種集中的布局雖然易于管理，但是如果有攻擊者成功實(shí)施了對控制器的攻擊結(jié)果將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的大面積癱瘓更有甚者會影響控制器覆蓋的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍。SDN的另外一個(gè)重要特點(diǎn)就是開放性，開放性使得SDN可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、配置異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、提供可編程特性等等，但也正是開放性的特點(diǎn)，架構(gòu)同樣面臨很多的安全隱患。比如安全漏洞和策略的不完備性等都充分地暴露，攻擊者從而輕易掌握足夠的信息制定攻擊策略；另外應(yīng)用層大量的可編程接口會帶來接口的濫用等問題，容易引發(fā)DDoS攻擊等；因此，為了阻擊攻擊，就需要消除各種安全隱患，需要做好開放的接口的安全評估。

綜上，我們會發(fā)現(xiàn)，SDN架構(gòu)自身的優(yōu)點(diǎn)，比如網(wǎng)絡(luò)的集中管理、運(yùn)營維護(hù)成本等都比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更有優(yōu)勢，不過從當(dāng)前的發(fā)展階段來看，SDN架構(gòu)存在的安全隱患也讓我們不得不正視制約SDN架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，只有解決了存在的安全問題，這項(xiàng)技術(shù)才能得到更多的應(yīng)用和推廣。

通過對SDN三層體系的研究，我們會發(fā)現(xiàn)控制平面和應(yīng)用平面是SDN中的安全問題集中所在。

2.1 控制平面的安全

SDN安全首先要解決的問題就是集中化的控制。集中化控制是關(guān)鍵，直接關(guān)系著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性、可靠性和數(shù)據(jù)安全性，承載著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的所有控制流。在控制面中，面臨的威脅主要包括以下方面：

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽：網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)信息進(jìn)行傳播的時(shí)候，攻擊者通過對控制器上的控制信令進(jìn)行偽造和修改，便可捕捉到網(wǎng)絡(luò)中正在傳播的信息。

IP地址欺騙：攻擊者通過把偽造的源IP地址替換其行動產(chǎn)生的IP數(shù)據(jù)包，從而冒充其他身份，騙取交換機(jī)的信任，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行破壞。

DDoS攻擊：分布式拒絕服務(wù)攻擊，攻擊者通過利用客戶或者服務(wù)器技術(shù)，發(fā)動大量的正常或非正常請求、耗盡目標(biāo)主機(jī)資源或網(wǎng)絡(luò)資源，直到控制器因過載而拒絕為合法用戶提供服務(wù)。

病毒攻擊：控制器中存在的漏洞導(dǎo)致攻擊者能夠獲取控制器的控制權(quán)，能夠執(zhí)行惡意代碼進(jìn)行攻擊等。

2.2 應(yīng)用平面的安全

SDN架構(gòu)的推廣和發(fā)展豐富了應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的同時(shí)，接踵而來的就是各類安全隱患的出現(xiàn)，主要的安全隱患有以下兩種：

惡意應(yīng)用：在應(yīng)用層的應(yīng)用中植入病毒、木馬等程序，通過破壞進(jìn)程來實(shí)施對控制面的正常工作進(jìn)程的控制；

安全規(guī)則沖突：由于考慮到安全的原因，應(yīng)用層會隨著應(yīng)用的復(fù)雜而制定各種安全規(guī)則，這樣會導(dǎo)致多個(gè)應(yīng)用之間安全規(guī)則的互相沖突，增加了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的管理難度。

3 SDN架構(gòu)下的安全技術(shù)框架

安全的SDN架構(gòu)，首先需要對重點(diǎn)設(shè)備或者重點(diǎn)控制器進(jìn)行監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和排除異常情況，其次需要對架構(gòu)中的設(shè)備、應(yīng)用、安全策略、服務(wù)管理等進(jìn)行有效管理，所以威脅分析、防御規(guī)則是解決SDN中的安全問題中至關(guān)重要的。

另外，跨越多層次的安全評價(jià)體系和安全管理制度的提出也完善了架構(gòu)安全。通過對架構(gòu)各個(gè)方面進(jìn)行安全評價(jià)和分級以及制定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到可視化的安全管理模式，由控制器對評價(jià)中安全級別低的應(yīng)用或服務(wù)進(jìn)行分別處理，如此安全策略配置和管理的差異化更加適應(yīng)不用的管理人員。

4 結(jié)論

近年來，越來越多的技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出關(guān)于SDN安全的需求分析及解決方案。本文就SDN架構(gòu)下的安全問題的特點(diǎn)給出架構(gòu)下的系統(tǒng)方案，希望在早期設(shè)計(jì)階段完成系統(tǒng)安全規(guī)劃，如果等到SDN系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)再去強(qiáng)化南北向接口的通信安全，那么有可會造成網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)質(zhì)量不穩(wěn)定。和大多數(shù)新生事物一樣，盡早的規(guī)劃，企業(yè)可以在研發(fā)道路上少走許多彎路。

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