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基于单光纤的单向文件传输系统的设计与实现

作　者: 邓明俊
导　师: 周杰；周德元
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 单光纤单向传输安全可靠传输
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
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内容摘要

随着全球信息化、数字化时代的到来,网络技术已渗透到社会的每一个角落,大大提高了人们的工作效率。但网络技术在带来极大便利的同时也带来了极大的安全问题。尽管可以采用防火墙、代理服务器、入侵检测等安全措施,但是这些技术都是基于软件的逻辑隔离,无法满足政府等重要部门和敏感单位对数据安全的要求。根据国家相关安全保密的管理原则要求,当从互联网等非涉密外部网络向涉密内部网络传输文件数据时,外网与内网之间必须物理隔离。当跨网之间主要用于其中一方向另一方输送数据,而不需回传数据时,当前通用设备中双向通道难以满足实际需求。本文提出一种物理和逻辑上都完全单向的文件传输方式,以解决跨网间单向数据传输的安全性问题。在传输介质当中,光的单向性是可信赖的,发光源向光接收端发送光信号时,用于发送与接收的物理器件的功能是单一且不可逆的。本文利用光介质及其传输设备功能的单向性特点,采用通用的光纤网卡、光收发器等设备,以单根光纤作为传输介质,在实现完全单向的物理传输通道的基础上,通过建立软件传输通道,实现文件数据的单向无反馈传输,并通过制定相应安全传输机制,以解决在单向传输环境下,所传送文件数据的完整性、可靠性。本文主要解决的关键技术包括:(1)物理通道的建立。能利用通用光传输设备实现单光纤的数据单向传输,并可灵活组网;(2)软件逻辑通道的建立。在物理单向环境的条件下,开发相应的程序,实现软件逻辑传输通道的建立;(3)建立安全可靠的传输机制。由于传输通道单向性、传输无反馈的特点,当发生不可避免的故障时,如物理传输通道中断、数据包丢失等故障,通过制定安全传输机制,以保证传输文件数据的可靠。本文主要分为三部份:第一部份介绍了课题的背景及现状,并对实现过程中所涉及的关键技术进行重点介绍,为单光纤条件下单向文件传输系统的实现提供理论支持;第二部分介绍了单光纤下单向传输系统的具体实现,包括系统软、硬件的总体设计、传输协议的定义,并重点介绍了系统软件程序的具体实现;第三部份为系统的测试及运行情况,介绍了基于上述流程开发的单向文件传输系统实际运行情况,获取运行数据参数等。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题的背景  10-11
  1.2 国内外研究现状及研究意义  11-13
  1.3 论文的框架结构  13-15
第二章系统涉及的技术  15-23
  2.1 单光纤下物理传输通道的实现  15-18
    2.1.1 常用光通讯设备的连接方式  15
    2.1.2 单光纤连接存在的问题  15-16
    2.1.3 利用分光器建立单光纤物理传输通道  16-18
  2.2 单光纤下的软件传输通道的建立  18-20
    2.2.1 网络传输层协议的选择  18
    2.2.2 单光纤下软件传输通道的实现  18-20
  2.3 数据完整性检验技术  20-22
    2.3.1 CRC32 校验技术  20-21
    2.3.2 MD5 文件完整性校验技术  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章系统总体设计  23-30
  3.1 文件安全传输机制的定义  23-25
  3.2 系统硬件架构设计  25-26
  3.3 系统软件设计思想  26-29
    3.3.1 文件单向传输数据流程  26-27
    3.3.2 发送端程序总体设计  27-28
    3.3.3 接收端程序总体设计  28-29
  3.4 本章小结  29-30
第四章系统传输协议的设计  30-39
  4.1 系统传输协议总体设计  30-31
  4.2 数据包类型及传输时序  31
  4.3 数据包的总体格式定义  31-32
  4.4 同步信号数据包定义  32-34
  4.5 文件传输起始数据包格式定义  34-35
  4.6 文件分块数据包格式定义  35-36
  4.7 文件传输结束数据包格式定义  36-38
  4.8 本章小结  38-39
第五章系统软件的设计和实现  39-63
  5.1 系统软件程序的组成  39-40
  5.2 发送端主程序的设计与实现  40-48
    5.2.1 发送端程序的组成  41-43
    5.2.2 发送端程序实现界面  43-44
    5.2.3 检查发送目录功能模块  44-45
    5.2.4 发送文件功能模块  45-47
    5.2.5 接受重发文件指令功能模块  47
    5.2.6 发送同步信号功能模块  47-48
  5.3 接收端主程序的设计与实现  48-53
    5.3.1 接收端程序的组成  48-50
    5.3.2 接收端程序的实现界面  50-51
    5.3.3 接收文件功能模块  51-53
    5.3.4 接收同步信号功能模块  53
    5.3.5 导出需重发文件清单功能  53
  5.4 传输接口程序的设计与实现  53-62
    5.4.1 传输接口程序的结构  54-56
    5.4.2 文件发送接口设计  56-58
    5.4.3 文件接收接口设计  58-61
    5.4.4 同步信号发送接口设计  61
    5.4.5 同步信号接收接口设计  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章系统的性能测试与应用  63-70
  6.1 系统的性能测试情况  63-66
    6.1.1 系统测试目的  63
    6.1.2 系统测试环境  63-64
    6.1.3 系统性能测试方法与结果  64-66
  6.2 系统的应用  66-69
    6.2.1 内网杀毒软件病毒库自动更新  67-68
    6.2.2 单发多收  68-69
    6.2.3 远距离单向传输  69
  6.3 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-72
攻读硕士学位期间取得的研究成果  72-73
致谢  73

基于单光纤的单向文件传输系统的设计与实现

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