铁路云计算应用及信息安全性问题研究_哈兰

SYS SECURITY铁路云计算应用及信息安全性问题研究

◆ 哈　兰

摘要：随着高铁时代的发展，铁路信息化进程加快，而云计算可以提供一条崭新的道路。文章首先介绍了云计算架构体系，引出了云计算三大服务层次，然后详细分析了铁路云计算发展模型，最后给出了铁路云计算安全防护策略。

关键词：云计算；体系架构；安全风险；监管机构

一、引言

我国铁路经过近几十年的发展，已经形成了多个较为稳定的核心信息业务系统，比如铁路列车调度指挥系统（TDCS）、铁路运输管理信息系统（TMIS）、办公自动化系统（OA）、运输生产计划系统（FOMS）、以及铁路客票发售和预订系统（PMIS）等。另一方面，随着高铁时代的来临，对铁路信息化要求也越来越高。目前，铁路信息化建设主要存在的问题是：各个信息系统独自建设，系统间或系统内整合程度低；缺乏整体考虑，信息共享难；数据量剧增，大规模数据处理效率低下等。因此，迫切需要一种可实现资源共享及数据综合处理的解决方法，而云计算具有适用于上述问题的多种关键技术，可以为铁路系统的信息化建设提供一条崭新的道路。

云计算的基本思想是以虚拟化技术为基础，以网络为载体提供基础架构、平台、软件等服务为形式，整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作。云计算不仅实现了资源共享，而且

大大减轻了用户管理和维护资源的负担，具有广阔的发展前景[1]。如下图所示：

在我国，无论是三家电信运营商、还是知名电子商务公司，如阿里巴巴、苏宁云商等，都纷纷力争抢占云计算服务的制高点，为新老客户提供云计算、云存储等基础设施服务及其它相关增值服务。虽然各界都一致认为云计算有着巨大的增长空间，但是依然面临着用户认可度不高、产业链不完善、运营经验不足等诸多问题。在诸多不利因素中，云计算的信息安全问题一直排在首位[2]。本文主要从云计算的体系架构分析出发，对铁路云计算平台模型进行分析，阐述铁路云安全防护措施。

二、云计算体系架构

云计算是一个强大的“云”网络，承载着众多并发的网格计算和服务，主要利用虚拟化技术拓展到每台服务器，整合各自的资源提供超级计算能力[3]。如图2所示：

云计算体系架构

云客户端：云客户端是用户通过请求来获取服务的界面，它是“云”的入口，用户经过注册、登录后取得服务和管理权限，使用户感觉就像本地操作一样。

服务节点：该节点是用户操作的集合，用户根据自己的权限选择相应的服务，使用户可以在权限内进行各

SYS SECURITY种操作。

管理系统：提供云计算管理和服务等功能，是云计算体系的“大脑”。其主要功能是管理用户权限比如认证登录、身份识别等，以及管理可用的计算资源，根据用户请求自动调取相关信息数据进行动态部署和配置等。

监控系统：监控云系统内的资源使用情况，并迅速并正确做出反应，完成节点同步部署、负载均衡和资源监控等操作。

服务集群：虚拟的或物理的服务器，是云计算体系的“心脏”，负责高并发量的请求处理、大运算量的并行计算、多用户的应用服务及云数据的实时上传及下载等。

根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的定义，当前云计算服务层次大致可分为三类，分别是：基础设施即服务(infrastructure as a service，IaaS)、平台即服务(platform as a service，PaaS)、软件即服务(software as a service，SaaS)，如图3所示。基础设施即服务，为用户提供使用云端的基础性计算资源的能力，用户可以部署或运行自有操作系统或软件，例如亚马逊提供的云计算服务(EC2)、IBM 的蓝云(blue cloud)以及Sun 的云基础设施平台(IAAS)等；平台即服务，为用户提供在云端创建和定制服务的能力，如微软的Microsoft Azure和谷歌的Google App Engine等；软件即服务，为用户提供云基础设施的具体应用能力，如SalesForce的客户关系管理系统等[4]。

资源池层负责将铁路部门各地区、各部门的物理资源进行虚拟化整合，使其成为一个有机整体，比如可以将多个服务器虚拟成一个服务器，也可以将一个服务器虚拟成多个虚拟服务器，以提高运行效率，资源池层相当于云计算体系架构中的IaaS层；管理中间层位于资源池层之上，相当于云计算体系架构中的PaaS层，处于核心位置，对各系统进行有机整合管理，具有大规模并行计算能力；SOA（service-oriented architecture）层将应用程序的不同功能单元通过用户界面和接口联系起来，独立于其硬件平台和操作系统等，终端的可维护性大大提高，在某种意义上相当于云计算体系架构中的SaaS层，但铁路云计算系统对SOA层有较高要求，增加了服务的灵活性和多样性，使得铁路云计算平台在应急抢险、协同工作中可以发挥巨大作用。

图4铁路云计算基本功能模型

考虑到铁路系统现状，企业内部已具有丰富的网络计算资源，而且对数据安全性要求较高，企业内部的研发机构多数已建立自己的数据中心，因此，铁路云计算信息平台初期应建立局部私有云模式，时机成熟后可以尝试第三方提供商构建的公共云模式，最后再根据数据安全等级建立混合云模式。

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