使用防火墙来保护数据中心网络的物理服务器已经很难了，把它用于保护虚拟服务器，或者私有云环境，那么难度会更大。毕竟，虚拟服务器会经常迁移，所以防火墙不需要必须位于服务器物理边界内。有几种策略可以为虚拟环境提供防火墙保护。

虚拟网络安全

传统数据中心架构的网络安全设计众所周知：如果服务器的物理边界属于同一个安全域，那么防火墙通常位于聚合层。当你开始实现服务器虚拟化，使用VMware的vMotion和分布式资源调度(Distributed Resource Scheduler)部署虚拟机移动和自动负载分发时，物理定界的方式就失去作用。在这种情况下，服务器与剩余的网络之间的流量仍然必须通过防火墙，这样就会造成严重的流量长号，并且会增加数据中心的内部负载。

虚拟网络设备能够让你在网络中任何地方快速部署防火墙、路由器或负载均衡器。但当你开始部署这样的虚拟网络设备时，上述问题会越来越严重。这些虚拟化设备可以在物理服务器之间任意移动，其结果就是造成更加复杂的流量流。VMware的vCloud Director就遇到这样的设计问题。

使用DVFilter和虚拟防火墙

几年前，VMware开发了一个虚拟机管理程序DVFilter API，它允许第三方软件检查网络和存储并列虚拟机的流量。有一些防火墙和入侵检测系统 (IDS)供应商很快意识到它的潜在市场，开始发布不会出现过度行为的虚拟防火墙。VMware去年发布了vShield Zones和vShield App，也成为这类供应商的一员。

基于DVFilter的网络安全设备的工作方式与典型的防火墙不同。它不强迫流量必须通过基于IP路由规则的设备，而是明确地将防火墙插入到虚拟机的网卡(vNIC)和虚拟交换机(vSwitch)之间。这样，不需要在虚拟机、虚拟交换机或物理网络上进行任何配置，防火墙就能够检测所有进出vNIC的流量。vShield通过一个特别的配置层进一步扩充这个概念：你可以在数据中心、集群和端口组(安全域)等不同级别上配置防火墙规则，在创建每个vNIC的策略时防火墙会应用相应的规则。

并列防火墙自动保护虚拟机的概念似乎是完美的，但是由于DVFilter API的构架原因，它只能运行在虚拟机管理程序中，所以它也有一些潜在的缺点。

虚拟机防火墙的缺点：

每一个物理服务器都必须运行一个防火墙VM。防火墙设备只能保护运行在同一台物理服务器上的虚拟机。如果希望保护所有物理位置的虚拟机，那么你必须在每一台物理服务器上部署防火墙VM。

所有流量都会被检测。你可能将DVFilter API只应用到特定的vNIC上，只保护其中一些虚拟机，但是vShield产品并不支持这个功能。部署这些产品之后，所有通过虚拟机管理程序的流量都会被检测到，这增加了CPU使用率，降低了网络性能。

防火墙崩溃会影响到VM。防火墙VM的另一个问题是它会影响DVFilter API。受到影响的物理服务器上所有虚拟机网络都会中断。然而，物理服务器仍然可以运行，并且连到网络;因此，高可用特性无法将受影响的VM迁移到其他物理服务器上。

相同流量流会执行多次检测。DVFilter API在vNIC上检测流量。因此，即使虚拟机之间传输的流量属于同一个安全域，它们也会被检测两次，而传统防火墙则不会出现这种情况。

虚拟交换机在虚拟化安全中的作用

虚拟化安全设备制造商也可以选择vPath API，它可用于实现自定义虚拟交换机。思科系统最近发布了虚拟安全网关(Virtual Security Gateway ，VSG)产品，该产品可能整合传统(非DVFilter)虚拟防火墙方法和流量流优化技术。思科宣布VSG只进行初始流量检测，并将卸载流量转发到虚拟以太网模块(Virtual Ethernet Modules，VEM：虚拟机管理程序中改良的虚拟交换机)，从而防止出现流量长号和性能问题。如果这一切是真的，那么VSG可能是工程师部署安全云服务的最理想工具。