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(科普)堡垒机的基本原理与部署方式

cshihong SpringForAll社区 2021-05-26

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本文来源:http://3t7.net/b6eda



堡垒机简介

堡垒机是什么?

堡垒机,即在一个特定的网络环境下,为了保障网络和数据不受来自外部和内部用户的入侵和破坏,而运用各种技术手段监控和记录运维人员对网络内的服务器、网络设备、安全设备、数据库等设备的操作行为,以便集中报警、及时处理及审计定责。[百度百科解释]

堡垒机目前也有很多叫运维审计系统。

简单总结一句话:堡垒机是用来控制哪些人可以登录哪些资产(事先防范和事中控制),以及录像记录登录资产后做了什么事情(事后溯源.)

堡垒机的核心是可控及审计

可控是指权限可控、行为可控。

权限可控,比如某个工程师要离职或要转岗了。如果没有一个统一的权限管理入口,是一场梦魇。行为可控,比如我们需要集中禁用某个危险命令,如果没有一个统一入口,操作的难度可想而知。

堡垒机的由来:

堡垒机由来

图:堡垒机工作原理

堡垒机是从跳板机(也叫前置机)的概念演变过来的。早在2000年左右的时候,一些中大型企业为了能对运维人员的远程登录进行集中管理,会在机房部署一台跳板机。

跳板机其实就是一台unix/windows操作系统的服务器。所有运维人员都需要先远程登录跳板机,然后从跳板机登录其他服务器中进行运维操作。

随着技术和需求的发展,越来越多的客户需要对运维操作进行审计。因此,堡垒机应运而生。

堡垒机的发展:

堡垒机的发展大致经历了三个方面:

  1. 工具时代

    主要是作为跳板机的运维工具

  2. 场景化时代

    自动运维、自动改密、工单、应用中心

  3. 云计算时代

    云资产平滑接入、VPC、数据库运维、AI运维推荐、云中心。

为什么需要堡垒机?

这是因为在运维方面存在以下安全挑战:

  1. 集中管理难

    主机分散(多中心,云主机);运维入口分散,办公网络、家庭网络均需要访问。

  2. 权限管理难

    账号多人共享;高权限账号滥用;越权操作、误操作等

  3. 第三方外包

    运维外包;账号泄露;操作不透明;无审计;发生事故,难以定位定责

  4. 法律法规

    企业运维需要监控;等级保护要求;合规性要求;

设计理念:

堡垒机主要是有4A理念。即认证(Authen)、授权(Authorize)、账号(Account)、审计(Audit)为核心。

堡垒机的目标是什么?

堡垒的建设目标可以概括为5“W”,主要是为了降低运维风险。具体如下:

  1. 审计:你做了什么?(What)
  2. 授权:你能做哪些?(Which)
  3. 账号:你要去哪?(Where)
  4. 认证:你是谁?(Who)
  5. 来源:访问时间?(When)

堡垒机的价值:

  1. 集中管理
  2. 集中权限分配
  3. 统一认证
  4. 集中审计
  5. 数据安全
  6. 运维高效
  7. 运维合规
  8. 风险管控

堡垒机的分类:

堡垒机分为商业堡垒机和开源堡垒,开源软件毫无疑问将是未来的主流。Jumpserver 是全球首款完全开源的堡垒机,是符合 4A 的专业运维审计系统,GitHub Star 数超过 1.1 万,Star 趋势就可以看出其受欢迎程度。

堡垒机原理

目前常见堡垒机的主要功能架构:

功能架构

目前常见堡垒机主要功能分为以下几个模块:

  • 运维平台

    RDP/VNC运维;SSH/Telnet运维;SFTP/FTP运维;数据库运维;Web系统运维;远程应用运维;

  • 管理平台

    三权分立;身份鉴别;主机管理;密码托管;运维监控;电子工单;

  • 自动化平台

    自动改密;自动运维;自动收集;自动授权;自动备份;自动告警;

  • 控制平台

    IP防火墙;命令防火墙;访问控制;传输控制;会话阻断;运维审批;

  • 审计平台

    命令记录;文字记录;SQL记录;文件保存;全文检索;审计报表;

三权分立:

  • 三权的理解:配置,授权,审计
  • 三员的理解:系统管理员,安全保密管理员,安全审计员
  • 三员之三权:废除超级管理员;三员是三角色并非三人;安全保密管理员与审计员必须非同一个人。

堡垒机的身份认证:

堡垒机主要就是为了做统一运维入口,所以登录堡垒机就支持灵活的身份认证方式:

  • 本地认证:本地账号密码认证,一般支持强密码策略
  • 远程认证:一般可支持第三方AD/LDAP/Radius认证
  • 双因子认证:UsbKey、动态令牌、短信网关、手机APP令牌等
  • 第三方认证系统:OAuth2.0、CAS等。

堡垒机的运维方式常见有以下几种:

  • B/S运维:通过浏览器运维。

  • C/S运维:通过客户端软件运维,比如Xshell,CRT等。

  • H5运维:直接在网页上可以打开远程桌面,进行运维。

    无需安装本地运维工具,只要有浏览器就可以对常用协议进行运维操作,支持ssh、telnet、rlogin、rdp、vnc协议

  • 网关运维:采用SSH网关方式,实现代理直接登录目标主机,适用于运维自动化场景。

堡垒机其他常见功能:

  • 文件传输:一般都是登录堡垒机,通过堡垒机中转。使用RDP/SFTP/FTP/SCP/RZ/SZ等传输协议传输。
  • 细粒度控制:可以对访问用户、命令、传输等进行精细化控制。
  • 支持开放的API

堡垒机常见部署方式

单机部署:

堡垒机主要都是旁路部署,旁挂在交换机旁边,只要能访问所有设备即可。

部署特定:

  • 旁路部署,逻辑串联。
  • 不影响现有网络结构。

HA高可靠部署:

旁路部署两台堡垒机,中间有心跳线连接,同步数据。对外提供一个虚拟IP。

部署特点:

  • 两台硬件堡垒机,一主一备/提供VIP。
  • 当主机出现故障时,备机自动接管服务。

异地同步部署模式:

通过在多个数据中心部署多台堡垒机。堡垒机之间进行配置信息自动同步。

部署特点:

  • 多地部署,异地配置自动同步
  • 运维人员访问当地的堡垒机进行管理
  • 不受网络/带宽影响,同时祈祷灾备目的

集群部署(分布式部署):

当需要管理的设备数量很多时,可以将n多台堡垒机进行集群部署。其中两台堡垒机一主一备,其他n-2台堡垒机作为集群节点,给主机上传同步数据,整个集群对外提供一个虚拟IP地址。

部署特点:

  • 两台硬件堡垒机,一主一备、提供VIP
  • 当主机出现故障时,备机自动接管服务。

参考资料:

三权分立:https://blog.csdn.net/chelp/article/details/42062489

堡垒机是干什么的?https://www.zhihu.com/question/21036511

推荐链接:

【堡垒机测评】关于纽盾堡垒机、jumpserver堡垒机、行云管家堡垒机的使用对比:https://zhuanlan.zhihu.com/p/114677806


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