【摘要】：為了徹底杜絕涉密網(wǎng)絡(luò)中信息的泄露,無反饋的單向鏈路通信成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域比較可行的物理隔離技術(shù)方案。然而,由于單向鏈路只有單向傳輸?shù)哪芰?在這種環(huán)境下無法通過應(yīng)答方式來確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�。為了滿足高安全度網(wǎng)絡(luò)的通訊需求,單向傳輸?shù)目煽啃詥栴}成為單向隔離技術(shù)中需要解決的關(guān)鍵問題。本文利用網(wǎng)絡(luò)通用部件設(shè)計基于分光還原技術(shù)的單向通信鏈路,并結(jié)合ErasureCode、PF_RING、單向通信等關(guān)鍵技術(shù),在分析udp協(xié)議的基礎(chǔ)上設(shè)計系統(tǒng)協(xié)議,并基于不同的發(fā)傳輸速率設(shè)計不同的單向控制策略。經(jīng)過不斷的測試,最終實現(xiàn)單向?qū)�、高速傳輸、安全隔離、可靠傳輸?shù)念A(yù)期目標。具體的研究工作如下:1、研究單向鏈路下數(shù)據(jù)傳輸速率和丟包率之間的相關(guān)性。隨著傳輸速率的變化,丟包率也發(fā)生明顯的變化�；谶@種相關(guān)性,本課題研究將提出兩種不同的單向控制策略。2、單向傳輸在鏈路帶寬范圍內(nèi),由于器件或線路等因素仍存在一定比例的丟包,這種丟包是隨機的且彼此之間并無相關(guān)性。針對這種情況本文提出了一種基于最大速率的自適應(yīng)編碼方案,即在低丟包率下采用基于ErasureCode算法的單向控制機制,并基于最大速率估計來調(diào)整編碼策略,在傳輸報文間建立冗余校驗,將丟失的數(shù)據(jù)包冗余恢復(fù)出來。3、隨著傳輸速率的增加,丟包率快速增加,開始出現(xiàn)擁塞丟包,只采用糾刪編碼提高容錯性并不能達到理想的效果,為了抵抗糾刪編碼對連續(xù)丟包現(xiàn)象恢復(fù)性能差的弊端,本文采用在糾刪編碼的基礎(chǔ)上進行傳輸組之間的交織編碼,即將出現(xiàn)的連續(xù)丟包離散的分布到不同的編碼包組上,進一步提高糾刪碼的容錯性能。4、在實際鏈路丟包環(huán)境和Gilbert網(wǎng)絡(luò)丟包模型下,對上述兩種單向控制策略進行測試,測試結(jié)果表明:該單向控制策略能夠在不同速率的單向鏈路環(huán)境下進一步有效地降低丟包率,較好地提高單向傳輸?shù)娜蒎e性,實現(xiàn)單向鏈路下數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃�。本文基于單向鏈路通信中丟包率與傳輸帶寬之間的關(guān)系,提出了基于速率的單向冗余控制策略,該策略對如何保證單向鏈路通信的高可靠性提供了一種解決思路和方案,具有重要的理論意義和研究價值。
[Abstract]:In order to completely eliminate the leakage of information in secret networks, one-way link communication without feedback has become a feasible physical isolation technology in the field of network security. However, because unidirectional links have only one-way transmission capability, the reliability of data transmission can not be ensured by answering mode in this environment. In order to meet the communication requirements of high security network, the reliability of one-way transmission has become a key problem to be solved in one-way isolation technology. In this paper, the unidirectional communication link is designed by using the general components of the network, and the system protocol is designed on the basis of analyzing the udp protocol, combining with the key technologies such as Erasure Code, PFRINGand one-way communication, etc. Different one-way control strategies are designed based on different transmission rates. After continuous testing, the final goal of one-way import, high-speed transmission, security isolation, reliable transmission is achieved. The specific research work is as follows: 1. The correlation between data transmission rate and packet loss rate in unidirectional link is studied. With the change of transmission rate, packet loss rate also changes obviously. Based on this correlation, this paper proposes two different one-way control strategies. The one-way transmission is within the bandwidth range of the link. Due to the device or circuit and other factors there is still a certain proportion of packet loss. The packet loss is random and has no correlation with each other. In this paper, an adaptive coding scheme based on maximum rate is proposed, which adopts unidirectional control mechanism based on ErasureCode algorithm at low packet loss rate, and adjusts the coding strategy based on maximum rate estimation. The redundancy check is established between the transmission packets, and the redundant data packet is restored to .3. with the increase of the transmission rate, the packet loss rate increases rapidly, and congestion packet loss begins to appear. Only using erasure coding to improve the fault-tolerance can not achieve the ideal effect. In order to resist the bad recovery performance of erasure coding to the phenomenon of continuous packet loss, the interleaved coding between transmission groups based on erasure coding is adopted in this paper, and the discrete distribution of continuous packet loss will be distributed to different groups of packets. Furthermore, the fault-tolerant performance of erasure codes is improved. The two one-way control strategies mentioned above are tested under the actual link packet loss environment and the Gilbert network packet loss model. The test results show that the one-way control strategy can further reduce packet loss rate in unidirectional link environment with different rates, improve the fault-tolerance of one-way transmission, and achieve high reliability of data transmission in unidirectional link. Based on the relationship between packet loss rate and transmission bandwidth in unidirectional link communication, this paper proposes a rate-based one-way redundancy control strategy, which provides a solution to how to ensure the high reliability of one-way link communication. It has important theoretical significance and research value.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.08

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本文編號：2193070