專利名稱：一種安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力監(jiān)控與辦公自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)貿(mào)委[2002]第30號(hào)令明確指出，各電力監(jiān)控系統(tǒng)與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)之間以網(wǎng)絡(luò)方式互聯(lián)時(shí)，必須采用經(jīng)國家有關(guān)部門認(rèn)證的專用、可靠的安全隔離設(shè)施。多年來，受電網(wǎng)廣域分布的特點(diǎn)的影響，電力系統(tǒng)的生產(chǎn)管理根據(jù)電網(wǎng)分布的地域、電網(wǎng)的電壓等級等特征，將電網(wǎng)劃分成分層分塊的多個(gè)子網(wǎng)，為了防止系統(tǒng)入侵、信息泄密等網(wǎng)絡(luò)安全問題，各子網(wǎng)之間使用網(wǎng)絡(luò)隔離裝置。在解決了安全問題的同時(shí)，也出現(xiàn)了一個(gè)新的問題在使用網(wǎng)絡(luò)隔離裝置時(shí)，如何保證傳輸數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)繁忙或者網(wǎng)絡(luò)有波動(dòng)時(shí)，目前市面上常用廠家的正反隔離裝置在傳輸數(shù)據(jù)過程中都會(huì)有一定幾率出現(xiàn)丟數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)包傳輸錯(cuò)誤的情況，從而在沒有人工干預(yù)的情況下，不能保證各數(shù)據(jù)的正確傳輸。目前常見的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信都是采用直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的端，由于隔離裝置在內(nèi)部通信時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)包過濾和通過虛擬IP進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)等原因，這種方法很難保證數(shù)據(jù)的正常發(fā)送。在大部分情況下，數(shù)據(jù)都能到達(dá)目的端，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大或者網(wǎng)絡(luò)有波動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)一定幾率的誤碼及數(shù)據(jù)丟包，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)包比較大時(shí)，誤碼率會(huì)更大，并且有些廠家的隔離裝置出現(xiàn)誤碼和丟包的可能性較大。如果出現(xiàn)這種情況，在發(fā)送端是檢測不到的，這樣通信的正確性和完整性就不能保證。由于隔離裝置內(nèi)部通信機(jī)制的原因，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)送端發(fā)送成功但接收端沒有收到數(shù)據(jù)的情況，從而更增加了整個(gè)通信過程的不可控性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述的問題，本發(fā)明提供了一種利用大文件拆分、將發(fā)送數(shù)據(jù)重新封裝、反向反饋文件接收情況的大大降低文件傳輸錯(cuò)誤幾率的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信安全性的實(shí)現(xiàn)方法。一種安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，包括如下步驟1)檢測文件大小，如果文件小于9KB，則不用拆分，進(jìn)入步驟3)，如果文件大于等于9KB，則進(jìn)入步驟2)；2)文件拆分成塊，將文件按9KB大小拆分成若干塊；按9KB大小拆分的原因網(wǎng)絡(luò)隔離裝置對通信的數(shù)據(jù)包大小有要求，不同型號(hào)的裝置要求不同，一般情況下，每個(gè)數(shù)據(jù)包不超過IOKB能滿足市面上常見的網(wǎng)絡(luò)隔離裝置，因此這里按9KB進(jìn)行拆分，其中預(yù)留的1KB 空間保存下一個(gè)步驟中的幀頭和幀尾；3)將文件或文件塊打包成幀，即將步驟1)中的小于9KB的文件或步驟2)中的文件塊加上幀頭和幀尾，組成數(shù)據(jù)幀；4)建立基于socket的網(wǎng)絡(luò)連接，將上述幀按幀編號(hào)發(fā)送至接收端，如果發(fā)送完成則保存幀；如果發(fā)送失敗則立即重發(fā)，連續(xù)發(fā)送失敗N次則返回失敗信息；5)接收端接收到一幀數(shù)據(jù)后進(jìn)行如下處理a)校驗(yàn)幀頭幀尾，如果校驗(yàn)失敗，則丟棄該幀；b)分離文件塊內(nèi)容；c)校驗(yàn)文件塊內(nèi)容大??；d)用CRC算法校驗(yàn)文件塊內(nèi)容；e)校驗(yàn)完成后，如果文件塊內(nèi)容正確，則保存文件塊內(nèi)容和幀編號(hào)；如果文件塊內(nèi)容校驗(yàn)失敗，丟棄該幀；f)接收完最后一幀時(shí)，按幀編號(hào)檢測之前收到的幀是否完整，如果沒有漏幀，則文件接收成功，同時(shí)通過反向隔離裝置反饋成功信息至發(fā)送端；如果發(fā)現(xiàn)漏幀，則把需要補(bǔ)傳的幀編號(hào)通過反向隔離裝置反饋成功信息至發(fā)送端；6)發(fā)送端按如下處理反饋信息a)如果反饋信息為成功，發(fā)送端則將之前緩存的該幀釋放掉，整個(gè)發(fā)送過程完成；b)如果反饋信息為失敗，并附有幀編號(hào)，發(fā)送端則按照幀編號(hào)補(bǔ)傳幀；c)在所有幀都發(fā)送完成后，如果在反饋信息等待時(shí)限內(nèi)沒有收到反饋信息，則認(rèn)為發(fā)送文件失敗。所述步驟幻中幀頭包括幀標(biāo)識(shí)固定碼+標(biāo)識(shí)，其中固定碼占4字節(jié)空間，標(biāo)識(shí)占1字節(jié)空間，標(biāo)識(shí)用來標(biāo)記是否是起始幀、結(jié)束幀；幀編號(hào)幀的序號(hào)，是一個(gè)遞增的數(shù)字，占4字節(jié)空間；文件塊大小占2字節(jié)空間；壓縮標(biāo)志文件塊是否被壓縮，占1字節(jié)空間；超時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)幀發(fā)送之后，如果超出該時(shí)間之后還沒有反饋成功信息，發(fā)送端則重發(fā)，占4字節(jié)空間；塊內(nèi)容校驗(yàn)文件塊內(nèi)容采用CRC算法編碼成4字節(jié)，用于接收端對文件塊內(nèi)容的校驗(yàn)。所述步驟3)中的文件塊即為用于存放步驟2)中拆分成的文件小塊的內(nèi)容；所述步驟3)中的幀尾為固定碼，占4字節(jié)空間。優(yōu)選的，所述N = 5，這是綜合考慮安全性和通信效率的要求時(shí)的最佳值。優(yōu)選的，所述反饋信息等待時(shí)限優(yōu)選為10秒。本發(fā)明從三個(gè)方面保證數(shù)據(jù)的正確性和完整性。1.大文件的拆分。將大的文件拆分成若干個(gè)固定大小的小文件進(jìn)行發(fā)送，從而解決由于每一幀數(shù)據(jù)太大而造成的發(fā)送失敗。2.發(fā)送數(shù)據(jù)的重新封裝。在通信過程中，發(fā)送端將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按一定格式封裝之后再發(fā)送，接收端收到數(shù)據(jù)后，將格式進(jìn)行檢驗(yàn)，從而解決了數(shù)據(jù)誤碼的情況。3.反向反饋文件接收的情況。接收端接收到所有幀的數(shù)據(jù)后，通過反向隔離裝置向發(fā)送端反饋文件是否接收成功。如果接收失敗，則把錯(cuò)誤幀和漏傳的幀編號(hào)反饋給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)反饋來的信息進(jìn)行幀的重發(fā)和補(bǔ)發(fā)，從而保證整個(gè)通信的正確性和完整性。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用該通信機(jī)制有效的提高了通信的安全性。2.對于大文件的傳輸，解決了由于一幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤造成整個(gè)大文件都要重傳的問題，提高了通信效率。3.實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)按幀自動(dòng)重傳和補(bǔ)傳的功能。
具體實(shí)施例方式下面以非限定的實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋、說明。一種安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，包括如下步驟1)檢測文件大小，如果文件小于9KB，則不需要拆分，進(jìn)入步驟3)；如果文件大于等于9KB，則需要拆分，進(jìn)入步驟2)；2)將文件按9KB大小拆分成若干塊，這是容易實(shí)現(xiàn)的；3)將文件或文件塊打包成幀，即將步驟1)中的小于9KB的文件或步驟2)中的文件塊加上幀頭和幀尾，組成數(shù)據(jù)幀；4)建立基于socket的網(wǎng)絡(luò)連接，將上述幀按幀編號(hào)發(fā)送至接收端，如果發(fā)送完成則保存幀；如果發(fā)送失敗則立即重發(fā)，連續(xù)發(fā)送失敗5次則返回失敗信息；5)接收端接收到一幀數(shù)據(jù)后進(jìn)行如下處理a)校驗(yàn)幀頭幀尾，如果校驗(yàn)失敗，則丟棄該幀；b)分離文件塊內(nèi)容；c)校驗(yàn)文件塊內(nèi)容大?。?d)用CR C算法校驗(yàn)文件塊內(nèi)容；e)校驗(yàn)完成后，如果文件塊內(nèi)容正確，則保存文件塊內(nèi)容和幀編號(hào)；如果文件塊內(nèi)容校驗(yàn)失敗，丟棄該幀；f)接收完最后一幀時(shí)，按幀編號(hào)檢測之前收到的幀是否完整，如果沒有漏幀，則文件接收成功，同時(shí)通過反向隔離裝置反饋成功信息至發(fā)送端；如果發(fā)現(xiàn)漏幀，則把需要補(bǔ)傳的幀編號(hào)通過反向隔離裝置反饋成功信息至發(fā)送端；6)發(fā)送端按如下處理反饋信息a)如果反饋信息為成功，發(fā)送端則將之前緩存的該幀釋放掉，整個(gè)發(fā)送過程完成；b)如果反饋信息為失敗，并附有幀編號(hào)，發(fā)送端則按照幀編號(hào)補(bǔ)傳幀；c)在所有幀都發(fā)送完成后，如果在反饋信息等待時(shí)限10秒內(nèi)沒有收到反饋信息， 則認(rèn)為發(fā)送文件失敗。步驟3)中幀頭包括幀標(biāo)識(shí)固定碼+標(biāo)識(shí)，其中固定碼占4字節(jié)空間，標(biāo)識(shí)占1字節(jié)空間，標(biāo)識(shí)用來標(biāo)記是否是起始幀、結(jié)束幀；幀編號(hào)幀的序號(hào)，是一個(gè)遞增的數(shù)字，占4字節(jié)空間；文件塊大小占2字節(jié)空間；
壓縮標(biāo)志文件塊是否被壓縮，占1字節(jié)空間；超時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)幀發(fā)送之后，如果超出該時(shí)間之后還沒有反饋成功信息，發(fā)送端則重發(fā)，占4字節(jié)空間；塊內(nèi)容校驗(yàn)文件塊內(nèi)容采用CRC算法編碼成4字節(jié)，用于接收端對文件塊內(nèi)容的校驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，其特征在于包括如下步驟1)檢測文件大小，如果文件小于9KB，則進(jìn)入步驟3)，如果文件大于等于9KB，則進(jìn)入步驟2)；2)文件拆分成塊，將文件按9KB大小拆分成若干塊；3)將文件或文件塊打包成幀，即將步驟1)中的小于9KB的文件或步驟幻中的文件塊加上幀頭和幀尾，組成數(shù)據(jù)幀；4)建立基于socket的網(wǎng)絡(luò)連接，將上述幀按幀編號(hào)發(fā)送至接收端，如果發(fā)送完成則保存幀；如果發(fā)送失敗則立即重發(fā)，連續(xù)發(fā)送失敗N次則返回失敗信息；5)接收端接收到一幀數(shù)據(jù)后進(jìn)行如下處理a)校驗(yàn)幀頭幀尾，如果校驗(yàn)失敗，則丟棄該幀；b)分離文件塊內(nèi)容；c)校驗(yàn)文件塊內(nèi)容大??；d)用CRC算法校驗(yàn)文件塊內(nèi)容；e)校驗(yàn)完成后，如果文件塊內(nèi)容正確，則保存文件塊內(nèi)容和幀編號(hào)；如果文件塊內(nèi)容校驗(yàn)失敗，丟棄該幀；f)接收完最后一幀時(shí)，按幀編號(hào)檢測之前收到的幀是否完整，如果沒有漏幀，則文件接收成功，同時(shí)通過反向隔離裝置反饋成功信息至發(fā)送端；如果發(fā)現(xiàn)漏幀，則把需要補(bǔ)傳的幀編號(hào)通過反向隔離裝置反饋成功信息至發(fā)送端；6)發(fā)送端按如下處理反饋信息a)如果反饋信息為成功，發(fā)送端則將之前緩存的該幀釋放掉，整個(gè)發(fā)送過程完成；b)如果反饋信息為失敗，并附有幀編號(hào)，發(fā)送端則按照幀編號(hào)補(bǔ)傳幀；c)在所有幀都發(fā)送完成后，如果在反饋信息等待時(shí)限內(nèi)沒有收到反饋信息，則認(rèn)為發(fā)送文件失敗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，其特征在于所述步驟3) 中幀頭包括幀標(biāo)識(shí)固定碼+標(biāo)識(shí)，其中固定碼占4字節(jié)空間，標(biāo)識(shí)占1字節(jié)空間，標(biāo)識(shí)用來標(biāo)記是否是起始幀、結(jié)束幀；幀編號(hào)幀的序號(hào)，是一個(gè)遞增的數(shù)字，占4字節(jié)空間； 文件塊大小占2字節(jié)空間； 壓縮標(biāo)志文件塊是否被壓縮，占1字節(jié)空間；超時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)幀發(fā)送之后，如果超出該時(shí)間之后還沒有反饋成功信息，發(fā)送端則重發(fā)，占4字節(jié)空間；塊內(nèi)容校驗(yàn)文件塊內(nèi)容采用CRC算法編碼成4字節(jié)，用于接收端對文件塊內(nèi)容的校驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，其特征在于所述N=5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，其特征在于所述反饋信息等待時(shí)限為10秒。
全文摘要
一種安全的跨網(wǎng)絡(luò)隔離裝置通信方法，包括1)檢測文件大小，如果文件小于9kB，2)文件拆分成塊，將文件按9kB大小拆分成若干塊；3)將文件或文件塊打包成幀；4)建立基于socket的網(wǎng)絡(luò)連接，將上述幀按幀編號(hào)發(fā)送至接收端，如果發(fā)送完成則保存幀；如果發(fā)送失敗則立即重發(fā)，連續(xù)發(fā)送失敗N次則返回失敗信息；5)接收端接收到一幀數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理；6)發(fā)送端處理反饋信息。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用該通信機(jī)制有效的提高了通信的安全性。2.對于大文件的傳輸，解決了由于一幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤造成整個(gè)大文件都要重傳的問題，提高了通信效率。3.實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)按幀自動(dòng)重傳和補(bǔ)傳的功能。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102231658SQ201110152860
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者劉紅軍, 延峰, 張永慶, 張道霖, 管荑, 荊銘, 賈久龍, 馬強(qiáng) 申請人:山東電力集團(tuán)公司, 積成電子股份有限公司