《云计算底子在网络安全中的关键意义：保障数据与服务安全》 ...

云计算底子

在已往，搭建一个应用步调可真是个大工程。得去购买服务器，租赁机房，进行安装、上架，还得拧螺丝、接网线。但现在，情况大不相同啦。现在许多底子办法都已经云化了。我们可以直接找像阿里云、腾讯云这样的云服务器厂家，购买一些云服务器，短短几分钟就能申请下来。基于这些云服务器，我们可以轻松地进行各种各样的应用部署。
一、云架构介绍
不管是防御系统还是打击系统，强盛的底层技能底子都是必不可少的。
从防御的角度来看，只有了解底层技能，我们才能知道怎样构建防御体系。从打击的角度讲，了解底层技能才能发现漏洞并开辟出漏洞使用的方法。所以呢，攻击者和防御者都必须清楚对方的运作方式。
从前构建系统的时候，需要购买装备、租用数据中央机柜，然后搭建底子办法。随着处理器的不停进化，假造机出现了。它能把一台呆板的资源分成多台呆板来使用，提高了资源使用率，变得更加灵活可拓展，实现了从裸机底子办法到假造化底子办法的变化。接着，容器化技能登场，进一步提高了服从，实现了服务器、网络和存储的假造交付。现在，我们把最新一代的底子办法称为“云”，它可不是单一的技能哦，而是众多技能的聚集。
二、云服务
云是一种 IT 底子办法系统，它将资源的创建抽象在容错、地理分布和可扩展的物理底子办法之上。并以服务器的形式按需求交付本领，非常易于使用，可以自动创建服务器、存储、网络等等。云底子架构必须稳定，不能频繁出现停止。地理分布的云底子办法能够提高容错本领，而且云必须能够快速扩展，以满意各种需求。
有许多公有云服务商，比如 Amazon Web Services（AWS）、Azure、Google（GCP），还有华为云、腾讯云、阿里云等等。构造可以使用 OpenStack 等工具在自己的数据中央搭建私有云，或者一部分业务运行在私有云中，一部分运行在公有云中。
三、云分类

• 底子办法即服务（IaaS）：就像提供构筑材料和工具，让你可以自己搭建房子。
  
• 平台即服务（PaaS）：雷同有了基本框架的房子，你只需进行装修和布置。
  
• 软件即服务（SaaS）：直接给你一个装修睦可以直接入住的房子。
  

四、共享责任模子
云服务在提供容错和扩展的同时，也在差异层面增长了安全性的模糊性。假如是 AWS 步调漏洞导致大量数据泄漏，AWS 不承担责任。但假如 AWS 数据中央物理安全遭到破坏，客户数据被盗取，AWS 就得承担责任。
五、云架构

• 假造化：把一台呆板的资源分成多台假造呆板，多台裸机搜集形成资源集群，隔离资源的使用，灵活且可扩展资源池。它抽象了硬件安装过程，但仍有改进空间，并非专为云而生。技能栈的灵活性和可定制性提升，促使了容器的出现。
  
• 容器：容器就像一个个独立的小空间，允许开辟人员与堆栈各部分灵活交互，实现按需生成服务，提高网络抽象程度，方便应用迁徙扩展，更高效地使用资源。系统管理和网络工程可以外包给其他公司。云是多种技能的聚集。
  

六、云架构设计

• 组件选择：确定架构（这很难改），选择绑定或非绑定组件，可以自己开辟、用开源的或者购买。云原生组件是为分布式系统设计的，CNCF 认证不是必须的，要安全编码，部分是开源的。
  
• 底子办法即代码（IaC）：包括引导介质（Packer）、安装系统（Terraform）、自动设置（Ansible）、状态强制（Monit）。
  

七、集成部署
使用持续集成和持续交付（CICD）管道来构建环境，包括测试、丈量和扫描代码更改的自动化测试和部署（GitOps）。要做到有弹性可靠，即任何单点故障都有故障转移或其他机制，让业务能持续提供（这叫冗余）。环球负载均衡（GSLB，比如智能 DNS、GTM）能解决客户单访问的单点故障隐患。还要平衡控制，控制保护系统免受漏洞和内部攻击的组件，应平衡控制和可用性。
八、云设计模式
云架构设计不必从头开始，接纳已检验的设计模式是最佳选择。

• 微服务架构：为松散耦合、模块化服务而设计，微服务协同工作完成团体服务。每个服务都可以独立修改代码和重用，提高系统团体弹性和容错。大多数云使用微服务架构，云原生应用被构建充当微服务，便于程度扩展。安全优势是每个微服务应用强化、隔离，单一服务漏洞对团体系统影响小。缺点是调试更复杂，需要跨差异服务跟踪事务；性能大概有短板。
  
• 零信任架构：对资源的每个哀求都需要验证泉源已授权，然后授权短期访问（用令牌）。实现零信任架构的一种常见方法是 Open ID Connect（OIDC）联盟访问。授权处于活动状态时可以访问任何联合内服务。暗码重置是针对零信任架构的常见攻击方式。
  

九、安全控制

• 网络控制：传统架构用防火墙实现网络控制，云环境网络抽象为 SDN、SD WAN。SDN 可以对差异的接口（如 API 或 GUI）设置网络规则。通过 mTLS 不光能加密流量，还能对客户端进行身份验证，有证书才能访问微服务。不正确的访问管理可导致权限提升，甚至破坏整个底子办法。现代访问管理系统多使用令牌进行访问控制，提供对服务的短时访问权。JWT 通常用于访问云端资源，伪造和破解暗码是常见攻击本领。另一种类型的权限控制机制是强制访问控制 MAC。
  
• 身份管理：企业通常用 AD、LDAP 进行身份管理。AWS IAM 是身份和访问管理的公共云服务。Google 联盟认证 OIDC 经常用于 2FA。云身份提供者（IdP）作为真实身份泉源，是更安全的解决方案，比如 Azure AD。
  

十、容器与云
假造化中每个 VM 需要运行自己的操作系统，大大增长了总体开销。容器化是更现代的架构，容器共享内核与硬件，更快、更小、更高效。容器是对假造化的增补，而非代替。容器的系统开销更小，可以进一步分离应用组件，比如搜索、登录、查询、订单功能分开。容器使用映像作为模板生成，映像相当于计算机硬盘。容器使用差异发行版文件加载内核，运行容器。
在 Ubuntu 上生成 CentOS 7 容器，可以使用 Docker 这个盛行的容器化工具。步骤如下：
确保安装了 Docker。假如没有安装，可以使用以下命令安装：sudo apt-get update，这个命令让系统查抄有没有新软件。sudo apt-get install docker.io，安装 Docker。

拉取 CentOS 7 的官方 Docker 镜像：sudo docker pull centos:7。 正常会拉取不成功，所以我们需要设置一下国内的镜像源。

1. # 进入到etc/docker目录
2. cd etc/docker
3. # 创建 daemon.json文件
4. touch daemon.json
5. # 修改权限为777
6. chmod 777 daemon.json
7. # 输入镜像名
8. sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
9. {
10.     "registry-mirrors": [
11.         "https://do.nark.eu.org",
12.         "https://dc.j8.work",
13.         "https://docker.m.daocloud.io",
14.         "https://dockerproxy.com",
15.         "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
16.         "https://docker.nju.edu.cn"
17.     ]
18. }
19. EOF
20. # 载入daemon
21. sudo systemctl daemon-reload
22. # 重启doker
23. sudo systemctl restart docker

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运行一个基于 CentOS 7 镜像的容器：sudo docker run -it --name my_centos7 centos:7 /bin/bash。

创建 Apache 容器后台运行：docker container run -d --rm -p 8080:80 httpd。

常用命令： docker container ls：检察全部容器。

1. docker exe -it 899 /bin/bash：进入特定容器。
2. docker container stop 899：停止容器。
3. docker container run -d --rm -p 8080:80 -v /home/user/webroot/:/usr/local/apache2/htdocs/ httpd：挂载宿主机目录运行容器。
4. docker container run -d --rm --network host -v /home/user/webroot/:/usr/local/apache2/htdocs/ httd：侦听宿主机 80 端口运行容器。
5.  docker ps：列出所有正在运行的容器。

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docker top <container_name_or_id>：检察特定容器的历程信息。

Podman 是 Docker 的替代产品，无守护历程。

1. sudo podman run -d --r-m --network host httpd：运行容器。
2. podman pod create --name wha：创建空 pod。
3. podman run -d --pod wha httpd：在 pod 中运行容器。
4. podman run -pod wha -it alpine/curl /bin/asho：在 pod 中运行可找东西的工具并互动。
5. 大部分容器化过程都采用开放容器计划（OCI）标准，所以 Podman 和 Docker 可互操作。

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十一、容器的原形
Linux 没有单一被称为“容器”的特性。现实上，“容器”是阻止历程访问其他历程和资源的特性组合，发生在内核级别，可以控制其限制级别。
容器的历史：

• 197x 年代引入 chroot，可以指示历程的新根目录，但不完善。定名空间可实现每个历程分离网络、历程和其他定名空间。
  
• 1999 年 FreeBSD 发布 Jails，在 chroot 之上提供更多限制（Linux 不支持）。
  
• 2002 年引入定名空间，分离内核资源。
  
• 2006 年谷歌引入历程容器，后被称为 cgroup，可限制特定历程的内存和 CPU 资源。联合 cgroup 和定名空间发布了 Linux 容器（LXC）项目。
  

Linux 中有八种用户定名空间：挂载、历程 ID、网络、历程间通信、UTS、用户 ID、控制组、时间、syslog。
十二、Capabilities
Docker 默认不使用用户定名空间。为防止特权内核调用，它使用内核 capabilities 和 seccomp 设置文件限制访问。Linux 有特权或非特权历程。非特权历程有正确权限可写入系统文件，特权历程几乎无所不能。当非特权用户只需要特别权限时，可使用 Capabilities。Linux 将一些系统级使命分组为 40 多个类别，称为 Capabilities。
常见 Capabilities：

1. CAP_CHOWN：允许进程修改文件所有者。
2.  CAP_NET_ADMIN：对网络配置执行管理任务。
3.  CAP_NET_BIND_SERVICE：允许绑定低于 1024 的端口。
4.  CAP_NET_RAW：允许使用 RAW 套接字。
5.  CAP_SYS_ADMIN：“根”权限（危险），启用过多功能集。
6.  CAP_SYS_BOOT：允许重新启动主机。
7.  CAP_SYS_MODULE：允许加载和卸载内核模块。
8.  CAP_SYS_TIME：允许进程设置系统时钟。
9.  CAP_SYS_CHROOT：允许使用 chroot。
10.  CAP_AUDIT_WRITE：允许写入内核审计日志。

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提升工具权限有隐患，大概被恶意用户使用，破坏系统、盗取敏感信息或完全控制整个系统。
十三、Kubernetes（k8s）
Kubernetes 通常简称为 K8s，是一个开源的容器编排平台。它可以自动化部署、扩展和管理容器化应用步调，在多个服务器上高效运行容器，确保应用的高可用性和可扩展性。
十四、Kubernetes 的焦点概念

• Pod：是 Kubernetes 中最小的可部署单位，可包含一个或多个容器，这些容器共享网络定名空间和存储卷，一起被调度和管理。
  
• Deployment：用于管理 Pod 的副本数目和更新策略，确保应用始终保持指定数目的副本在运行，可实现滚动更新等功能。
  
• Service：界说一组 Pod 的访问方式，提供稳定的 IP 地址和端口，让外部可以访问到一组 Pod。
  
• Node：是 Kubernetes 中的工作节点，可以是物理服务器或假造机。每个 Node 上运行着 Kubelet 和容器运行时，负责管理容器的生命周期。
  

十五、安装 Kubernetes

• 安装 Minikube（用于本地开辟的 Kubernetes 环境）：下载安装包，根据操作系统选择合适版本，按照安装向导进行操作。
  
• 启动 Minikube：打开终端，运行minikube start命令。
  

十六、部署应用到 Kubernetes

1. 创建一个 Deployment：kubectl create deployment nginx --image=nginx，部署 Nginx 服务器。
2. 查看 Deployment：kubectl get deployments。
3. 创建一个 Service：kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort，让外部访问 Nginx 服务器。
4. 查看 Service：kubectl get services。

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十七、访问应用
在 Service 信息中找到 NodePort 的端口号，使用<Minikube IP>:<NodePort>在浏览器中访问 Nginx 服务器。
十八、扩展应用

• 扩展 Deployment 的副本数目：kubectl scale deployment nginx --replicas=3。
  
• 检察副本数目：kubectl get deployments。
  

十九、更新应用

• 更新 Deployment 的镜像：kubectl set image deployment/nginx nginx=new-image:version。
  
• 检察更新进度：kubectl rollout status deployment/nginx。
  

二十、Git
Git 是一个分布式版本控制系统，用于跟踪文件的变革，方便团队协作开辟软件项目。可以记载文件的历史版本，允许开辟者在差异版本之间切换，并且可以归并多个开辟者的修改。
二十一、安装 Git 在差异操作系统上安装方法差异：

1. Windows：从 Git 官方网站下载安装程序进行安装。
2. macOS：使用 Homebrew 等包管理器安装 Git。
3. Linux：通过系统的包管理器安装 Git，如在 Ubuntu 上使用“sudo apt-get install git”。

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二十二、Git 的安全措施

• 保护 Git 堆栈很重要，因为它通常包含项目的源代码和敏感信息。
  
• 使用强暗码，为 Git 长途堆栈设置强暗码，避免简单或常用暗码。
  
• 限制访问权限，只授予必要人员访问权限，可使用 Git 提供的权限管理功能或第三方工具。
  
• 避免提交敏感信息，若不小心提交，可使用git rm --cached <文件名>从暂存区删除，然后git commit --amend修改上一次提交。创建.gitignore文件，列出不需要被跟踪的文件和目录。
  
• 确保与 Git 长途堆栈的通信是加密的，可以使用 SSH 或 HTTPS 协议进行通信。
  
• 定期进行安全审计，查抄 Git 堆栈的安全性，包括权限设置、敏感信息泄漏等，可使用第三方工具。
  
• 定期备份 Git 堆栈，防止数据丢失，可以使用 Git 的备份工具或复制到其他存储装备中。
  
• 克隆堆栈：git clone <长途堆栈地址>。
  
• 处理冲突：当多个开辟者同时修改同一个文件时，大概会出现冲突，在归并分支时需要手动解决冲突，然后提交更改。
  
• 创建分支：git branch <分支名>。
  
• 切换分支：git checkout <分支名>。
  
• 归并分支：在一个分支上完成工作后，可将其归并到另一个分支。先切换到目标分支，然后使用git merge <源分支名>命令进行归并。
  
• 初始化堆栈：git init。
  
• 添加文件：git add <文件名>”或“git add.。
  
• 提交更改：git commit -m "提交阐明"。
  
• 检察状态：git status。
  
• 检察历史记载：git log。
  

 

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