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单向高速数据传输系统的构建

作　者: 马宗骥
导　师: 杨怀江
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 电路与系统
关键词: 单向光纤通信 Linux设备驱动 PCI Express FTP服务器
分类号: TN918
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 6次
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内容摘要

根据国家保密局的相关规定,涉密单位需要对计算机进行定密与标密。因此,涉密单位一般需存在内网和外网两套网络。两套网络要求物理隔离,且不可混用移动存储设备。诚然,上述“物理隔开”的规定在防范泄密方起到了非常重要的积极作用,但是,被物理隔开的内网则完全变成了“信息的孤岛”,由此所引发的工作效率低小,办公成本过高等消极影响也不容忽视。因此,实现保密通信中外网向内网单向、高速、可靠的数据传输具有十分重要的现实意义。结合当前涉密单位对信息安全的需求,本文提出了一种基于光学原理的单向通信方式,该单向高速数据传输系统主要包括内网接口卡,外网接口卡和单向传输卡三个部分。首先介绍了课题的研究背景、内容和发展现状,提出了研究保密通信中单向高速可靠数据传输的重要性和必要性；其次,论文在提出了系统总体设计,分析了系统的单向性、高速性和可靠性的保障之后,分析了硬件系统设计,软件系统设计,而软件系统设计作为本文的重点,后面章节主要介绍了软件的分层与具体实现方法；再次,本文实现了部分单向传输系统的具体应用,并对整个系统进行了测试；最后,论文对所做工作进行了总结,对未来工作提出了展望。系统经在Dell Power Edge R310服务器上设计、实现并验证测试,内存数据稳定传输可以达到750Mbps有效数据的通信速率,文件稳定传输可达到200Mbps有效数据的通信速率。本文设计的应用于保密通信中的单向高速可靠数据传输具有传输速度快,可靠性高、传输距离远、使用方便等优点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题研究背景及意义  11
  1.2 相关领域技术研究与发展现状  11-16
    1.2.1 网闸  12-14
    1.2.2 摆渡机  14
    1.2.3 数据泵与数据二极管  14-16
  1.3 论文的主要研究内容和论文结构安排  16-19
    1.3.1 论文工作的主要内容  16-17
    1.3.2 论文的结构安排  17-19
第2章系统总体设计  19-29
  2.1 系统总体设计  19-20
  2.2 硬件总体设计  20-23
    2.2.1 系统单向性分析  20-21
    2.2.2 系统高速性分析  21-23
    2.2.3 主控芯片选型  23
  2.3 软件总体设计  23-27
    2.3.1 内外网服务器LAMP架构  24-26
    2.3.2 中间层控制程序  26-27
    2.3.3 内/外网接口卡驱动  27
  2.4 本章小结  27-29
第3章接口卡驱动设计  29-47
  3.1 Linux设备驱动程序开发基础  29-31
    3.1.1 设备驱动的定义与分类  29-30
    3.1.2 字符设备驱动关键数据结构  30-31
  3.2 PCI驱动模块  31-37
    3.2.1 PCI配置与初始化  32-35
    3.2.2 PCI驱动的注册  35-36
    3.2.3 探测PCI硬件  36-37
  3.3 循环缓冲区  37-40
    3.3.1 并发访问控制与自旋锁  38-39
    3.3.2 循环缓冲区  39-40
  3.4 DMA与中断处理例程  40-43
    3.4.1 DMA映射  41-42
    3.4.2 中断处理例程  42-43
  3.5 接口卡驱动的实现  43-45
    3.5.1 外网接口卡驱动  43-44
    3.5.2 内网接口卡驱动  44-45
  3.6 本章小结  45-47
第4章上层应用的构建  47-61
  4.1 FTP服务器简介  47-48
  4.2 构建内外网FTP服务器  48-53
    4.2.1 Proftpd的编译与安装  49
    4.2.2 FTP服务器的配置  49-51
    4.2.3 FTP用户的创建和管理  51-53
  4.3 FTP中间层控制程  53-57
    4.3.1 目录监控程序  54-56
    4.3.2 文件发送程序  56-57
  4.4 身份认证  57-60
    4.4.1 建立用户身份数据库  57-58
    4.4.2 PHP用户控制程序  58-60
  4.5 本章小结  60-61
第5章总结与展望  61-63
  5.1 全文总结  61-62
  5.2 课题展望  62-63
参考文献  63-67
在学期间学术成果  67-69
指导教师及作者简介  69-70
致谢  70

单向高速数据传输系统的构建

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