Rizika virtualizace

O virtualizaci serverů se v poslední době dost často mluví v souvislosti se snižováním nákladů. Ostatně není se čemu divit, protože pokud má na základě doporučení výrobců většina aplikací pro svůj běh vyhrazen samostatný server, jsou potom výpočetní střediska plná jednoúčelových serverů. Taková společnost pak má velké množství serverů, jejichž výpočetní kapacitu není schopna plně využít a také provoz těchto serverů je pro ni zbytečně nákladný. U každého takového serveru totiž musí řešit minimálně otázku jejich umístění, napájení a chlazení. To představuje náklady, které rozhodně nejsou zanedbatelné. Myšlenka snížit náklady prostřednictvím virtualizace je tedy vcelku logická, neboť je založena na předpokladu, že když na jednom fyzickém serveru poběží více virtuálních serverů, které budou efektivně využívat zdroje, kterými fyzický server disponuje, stačí otázku umístění, napajení a chlazení řešit jen pro tento server.

Druhy virtualiazace

• Emulace – softwarově se emuluje hardwarová platforma, která není fyzicky dostupná. Vzhledem k tomu, že se musí kompletně emulovat hardwarová platforma, může dojít k viditelnému zpomalení systému, na kterém se emulátor spouští.
• Plná virtualizace – není potřeba provádět žádné modifikace operačního systému ani aplikací, které mají běžet ve virtuálním serveru. Hostovaný OS je důsledně oddělený od HW. Vzhledem k tomu, že je nutné emulovat řadu operací jako je přístup k paměti, většinu instrukcí CPU, přístup na disk, není možné dosáhnout plného výkonu.
• Paravirtualizace – vzhledem k tomu, že se simulace HW neprovádí, lze dosáhnout mnohem vyššího výkonu a s menší režií, je však nutné modifikovat jádro hostovaného OS.

Jak virtualizace funguje

Na fyzický server se nainstaluje nějaký virtualizační software, který je schopen přidělovat systémové prostředky jednotlivým virtuálním serverům podle potřeby a aktuálního zatížení. Základem virtualizačního SW je tzv. hypervizor, což je softwarová vrstva mezi hardwarem a virtualními servery, která se stará o přidělování prostředků jednotlivým virtuálním serverům. Důležité je, že virtuální server nikdy nepřistupuje k HW přímo, ale využívá služeb, které poskytuje hypervizor. Velikost hypervizoru se pohybuje v řádech několika málo KB až MB. Nabízí se tedy úvaha, že čím menší bude velikost hypervizoru, tím bude jednodušší a tedy i odolnější proti útokům.

Pokud se zamyslíte nad tím, jak virtuální server funguje, jistě sami přijdete na to, že asi nebude příliš dobrý nápad používat virtuální server pro takovou aplikaci, která provádí velký počet I/O operací. A to z toho důvodu, že ke sběrnici stejně jako k paměti nebo procesoru nemá váš virtuální server přímý přístup. Nezapomínejme na to, že všechny požadavky na přístup k HW musí jít vždy přes hypervizora, pokud se nejedná o virtualizaci na úrovni hardwaru nebo firmwaru, takže k určitému zpomalení, byť v mnoha případech nepodstatnému, zde přesto dochází.

Pro některé aplikace však toto zpomalení může být kritické. Nasazení do produkčního prostředí by proto měl předcházet důkladný performance test, jedině tak se lze vyhnout nepříjemnému překvapení. Po virtualizaci lze pozorovat pokles výkonu systému v řádech několika málo procent. Pozitivní ale je, že např. přenos dat mezi dvěma guesty na stejném hostu je výrazně rychlejší než mezi dvěma fyzickými systémy, protože nejste omezováni rychlostí přenosové soustavy.

Rizika virtualizace

Virtualizace bezesporu vede ke snížení nákladů, ale zároveň nějak musíme zvládat rizika, která jsme možná předtím, když každá aplikace běžela na svém vlastním fyzickém serveru, moc řešit nemuseli.

Zhoršení kvality poskytování služeb

ICT může podlehnout euforii a začít na stávajícím fyzickém serveru vytvářet další a další instance virtuálních serverů. Především proto, že vytvořit další virtuální server je mnohem jednodušší než zakoupit další fyzický server. Časem tak může dojít ke zprovoznění většího počtu virtuálních serverů než kolik jich je fyzický server schopen zvládnout a ICT nebude moci dostát svým závazkům. Na plánování nového virtuálního serveru by se proto měl podílet celý tým zahrnující správce systému, aplikace, databáze, sítě apod., tak jako jste to nejspíš dělali, když jste si pořizovali nový fyzický server.

Útok na fyzický server

Je třeba si uvědomit, že fyzický server, na kterém poběží několik virtuálních serverů, bude sice pořád čelit stejným hrozbám jako předtím, ale pravděpodobnost výskytu některých hrozeb bude spíše vyšší, než nižší. Především proto, že pro útočníka se stane tento server mnohem zajímavějším cílem. Když se mu totiž podaří tento server vyřadit z provozu, vyřadí tím z provozu i všechny virtuální servery, které na něm běží a způsobí tak mnohem větší škodu.

Útok na hypervizora

Hypervizor vytváří prostředí pro běh virtuálních strojů, izoluje je od sebe a zprostředkovává přístup k fyzickým zdrojům. Zranitelnost hypervizoru je velice nízká, stejně jako  pravděpodobnost hrozby útoku. Avšak v okamžiku, kdy se útočníkovi podaří kompromitovat hypervizora, získá přístup ke všem běžícím virtuálním serverům a tedy i aplikacím a datům v nich zpracovávaných. Toto riziko je potřeba monitorovat, protože to, že zatím nebyl dokumentován úspěšný útok na hypervozora neznamená, že k němu nemůže v budoucnu někdy dojít.

Spuštění nezabezpečeného systému

Rychlost a snadnost, s jakou lze klonováním vytvářet nové virtuální stroje může vést k tomu, že dojde ke spuštění systému, který nebude obsahovat aktuální antivirové prostředky, patche a nebude splňovat bezpečnostní standardy. Takový systém pak bude zranitelný a útočník těchto zranitelností může zneužít např. k tomu, aby získal práva administrátora na tomto serveru.

Obnova neaktuální verze

Rychlost a snadnost s jakou lze provést obnovu systému v případě havárie může vést k obnově nějaké starší verze. A starší verze mohla např. obsahovat jinou business logiku. Toho si zpočátku nemusí nikdo všimnout, ale najednou se začnou objevovat staré chyby, které již byly jednou odstraněny. V okamžiku, kdy si těchto chyb někdo všimne, může již být pozdě.

Nedostatečné oddělení serverů

Virtualizace umožňuje snadno vytvořit síťová propojení mezi jednotlivými virtuálními servery, které byly dříve od sebe odděleny firewallem nebo se mezi nimi nacházel nějaký IDS/IPS.

Vyšší chybovost

Snadnost a rychlost s jakou lze provádět změny a přidávat další virtuální servery přináší i vyšší možnost zanesení chyby např. od značně přetíženého nebo nezkušeného správce.

Špatně nastavená práva

Mohou být špatně nastavena oprávnění pro manipulaci s virtuálními systémy.

Závěr: Ochraně serveru, na kterém běží mnoho virtuálních serverů, bychom měli věnovat zvýšenou pozornost a implementovat vhodná opatření vedoucí ke snížení rizik. Pokud se rozhodnete virtualizovat, volte takové řešení, které vám umožní provozovat virtualizaci nad více fyzickými stroji, především proto, aby bylo možné zakoupením a integrací dalšího fyzického stroje celkový výkon podle potřeby zvyšovat. V opačném případě budete, co se zvyšování výkonu týká, značně omezeni možnostmi stávajícího fyzického serveru. Dále doporučuji začít nejprve s virtualizací testovacího a vývojového prostředí. Poté můžete pokračovat s méně důležitými aplikacemi a teprve až když získáte dostatek zkušeností, můžete přistoupit k virtualizaci aplikací pro vás kritických.

Poznámka:Správa virtuálních serverů je časově podstatně méně náročná než správa klasických fyzických serverů. Rovněž doba pořízení a nasazení nového serveru se může zkrátit z několika měsíců nebo dnů až na několik málo hodin nebo minut. Z těchto důvodů se dá očekávat i snížení počtu zaměstnanců ICT, kteří mají správu serverů na starost.

Štítky: IT náklady, rizika, virtualizace

Diskuse na tomto webu je moderována. Pod článkem budou zobrazovány jen takové komentáře, které nebudou sloužit k propagaci konkrétní firmy, produktu nebo služby. V případě, že chcete, aby z těchto stránek vedl odkaz na váš web, kontaktujte nás, známe efektivnější způsoby propagace.