[發(fā)明專利]一種基于多路異構(gòu)單向傳輸通道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710053841.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN106850188B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛惠鋒;劉瑞;胡泉;楊越;佟軼;顧升高;李雪巍;孫運(yùn)乾;占敏;張博;孫毅方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院
• 主分類號(hào): H04L9/06
• 分類號(hào): H04L9/06;H04L29/06;H04L1/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

一種基于多路異構(gòu)單向傳輸通道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端和接收端均采用五層體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，五層體系架構(gòu)包括管理層、服務(wù)層、調(diào)度層、鏈路層和傳輸通道層，傳輸通道層包括發(fā)送端控制單元、多路單向無反饋傳輸通道和接收端控制單元。本發(fā)明算法不依賴具體的硬件技術(shù)，適用于各種異構(gòu)單向傳輸通道，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整傳輸通道的數(shù)量，具備靈活擴(kuò)展性和廣泛適應(yīng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道數(shù)據(jù)單向傳輸，滿足大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸需求，當(dāng)傳輸通道出現(xiàn)故障時(shí)，收發(fā)雙方能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除問題，保證傳輸可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于多路異構(gòu)單向傳輸通道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，屬于信息安全傳輸技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著信息化建設(shè)與安全保密建設(shè)的不斷發(fā)展，由非密網(wǎng)向涉密網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)男枨蠓浅?qiáng)烈，目前常用的解決方案是通過單向隔離網(wǎng)閘確保數(shù)據(jù)的單向傳輸。單向隔離網(wǎng)閘雖然解決了數(shù)據(jù)嚴(yán)格單向傳輸?shù)膯栴}，但是其單路傳輸?shù)姆绞绞芟抻诠潭◣挘瑹o法滿足大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸需求，又由于單向傳輸機(jī)制的無反饋特性，當(dāng)傳輸通道出現(xiàn)故障時(shí)，收發(fā)雙方不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除問題，傳輸可靠性無法保障。因此亟需一種高速、可靠、安全的單向傳輸技術(shù)來解決這一問題。

與單路傳輸技術(shù)相比，多路傳輸技術(shù)可以通過多路并發(fā)、通道冗余復(fù)用等技術(shù)提高傳輸速率和可靠性。目前多路單向傳輸技術(shù)的研究也逐漸豐富，但往往受限于底層傳輸實(shí)現(xiàn)，而基于異構(gòu)傳輸通道的調(diào)度與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)尚未見相關(guān)報(bào)告。

中國(guó)專利公開號(hào)CN105656883A，公開日2016年6月8日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為一種適用于工控網(wǎng)絡(luò)的單向傳輸內(nèi)外網(wǎng)安全隔離網(wǎng)閘，該申請(qǐng)案公開了一種使用自定義協(xié)議進(jìn)行單向傳輸?shù)陌踩綦x網(wǎng)閘。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于單通道進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率受通道帶寬限制，無法滿足大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸需求。中國(guó)專利公開號(hào)CN101867417A，公開日2010年10月20日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為基于光纖多路耦合的單向傳輸方法，該申請(qǐng)案公開了一種通過修改收發(fā)兩端網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)多路并行單向傳輸?shù)姆椒?。該方法傳輸通道為單一的光纖方式，且需要修改網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序，無法動(dòng)態(tài)調(diào)整傳輸通道數(shù)量，步驟繁瑣可靠性差。太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2015年第46卷中《帶環(huán)回校驗(yàn)的并發(fā)多路光單向安全高速傳輸技術(shù)研究》設(shè)計(jì)的多路單向高速傳輸系統(tǒng)，采用環(huán)回校驗(yàn)機(jī)制保障單向傳輸正確性，并實(shí)現(xiàn)了并發(fā)多路傳輸。該方法需提供分光器環(huán)回線路，傳輸機(jī)制采用FPGA實(shí)現(xiàn)，由于存在環(huán)回線路，傳輸通道和傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于多路異構(gòu)單向傳輸通道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)單向傳輸，滿足大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸需求，當(dāng)傳輸通道出現(xiàn)故障時(shí)，收發(fā)雙方能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除問題，保證傳輸可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種基于多路異構(gòu)單向傳輸通道的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端和接收端均采用五層體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，所述五層體系架構(gòu)包括管理層、服務(wù)層、調(diào)度層、鏈路層和傳輸通道層；

發(fā)送端管理層：用于進(jìn)行傳輸策略配置、管理傳輸通道層的各路單向無反饋傳輸通道、對(duì)系統(tǒng)訪問者進(jìn)行身份認(rèn)證、對(duì)重要操作行為進(jìn)行安全審計(jì)、對(duì)傳輸任務(wù)和傳輸通道進(jìn)行監(jiān)控；

發(fā)送端服務(wù)層：對(duì)發(fā)送端應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過后，緩存接收到的應(yīng)用數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)緩存算法根據(jù)該應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳輸優(yōu)先級(jí)將其放入對(duì)應(yīng)緩存隊(duì)列的尾部；提供當(dāng)前各緩存隊(duì)列情況、數(shù)據(jù)發(fā)送情況、各路單向無反饋傳輸通道狀態(tài)信息，供發(fā)送端管理層或外部系統(tǒng)查詢；

發(fā)送端調(diào)度層：利用數(shù)據(jù)抽取算法從發(fā)送端服務(wù)層緩存隊(duì)列中抽取數(shù)據(jù)，對(duì)抽取的每個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算MD5值，并進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分，得到包含多個(gè)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊組，其中各個(gè)數(shù)據(jù)塊大小相同；根據(jù)配置的傳輸策略，對(duì)拆分得到的數(shù)據(jù)塊組依次進(jìn)行交織處理、前向糾錯(cuò)編碼和協(xié)議封裝處理，然后利用數(shù)據(jù)分發(fā)算法對(duì)協(xié)議封裝處理后的數(shù)據(jù)塊組進(jìn)行冗余傳輸調(diào)度，為各個(gè)數(shù)據(jù)塊分配傳輸通道編號(hào)，并輸出給發(fā)送端鏈路層；