CN101958884A

CN101958884A - 一种基于非ip数据隧道的数据传输方法及系统

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Publication number: CN101958884A
Application number: CN2010101527095A
Authority: CN
Inventors: 王弋珵; 曹志强; 李丹; 赵显臣; 张大勇; 吕辉; 蔡常军
Original assignee: China Digital Video Beijing Ltd
Current assignee: China Digital Video Beijing Ltd
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-01-26

Abstract

本发明公开了一种基于非IP数据隧道的数据传输方法及系统，属于数据传输技术领域。现有技术中，通常采用TCP/IP协议进行计算机之间或计算机网络之间的数据传输，存在安全性差的缺陷。本发明所述方法及系统在计算机与计算机之间或计算机网络与计算机网络之间建立非IP数据隧道，并建立基于非IP数据隧道的数据传输机制，通过非IP数据隧道实现计算机之间或计算机网络之间的数据交互。由于本发明不是通过TCP/IP协议而是通过非IP数据隧道进行数据交互，因此提高了数据传输的安全性。

Description

一种基于非IP数据隧道的数据传输方法及系统

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，具体涉及一种基于非IP数据隧道的数据传输方法及系统，特别适用于单机系统或网络系统需要高度安全的环境，但又需要与其他单机系统或网络系统互联互通的情况。

背景技术

目前，单机系统或网络系统之间通常采用网络协议TCP/IP进行数据传输，包括HTTP协议的文件上传和下载，FTP协议的数据传输，E-MAIL等。这些方法都是基于TCP/IP协议的，需要网络互联。TCP/IP协议是Internet最基本的协议，也是Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

TCP/IP是一个两层的程序。高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。TCP/IP使用客户端/服务器(C/S)模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是在网络中的一台主机与另一台主机之间进行。

目前一些企业都拥有两个网络系统，其中一个是企业的内网，负责企业的生产业务，需要高度安全的环境，为防止网络病毒的攻击与互联网隔离；另一个是企业的办公网，连接互联网。当两个网络间需要进行数据交换时，以FTP协议为例，需要架设FTP服务器，两网之间通过FTP方式实现文件的交互。这种数据传输方式，给企业的内网带来了不安全的因素，来自互联网的病毒可能由外网通过FTP服务器的数据交互输入到内网，对内网进行攻击，造成企业的损失。目前基于TCP/IP的数据传输方法，都存在这种不安全的因素。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于非IP数据隧道的安全性高的数据传输方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，该方法在数据发送方和数据接收方之间建立非IP数据隧道，并约定基于非IP数据隧道的数据传输协议；当数据发送方有数据需要传送时，通过非IP数据隧道将该数据发送到数据接收方。

如上所述的数据传输方法，其中，非IP数据隧道为USB数据隧道或者为ASI数据隧道。

如上所述的数据传输方法，其中，数据接收方实时处于数据接收状态。

如上所述的数据传输方法，其中，数据发送方通过非IP数据隧道将数据发送到数据接收方的过程包括以下步骤：

(1)数据发送方向数据接收方发送准备数据传输命令；

(2)数据接收方确定数据是否允许传输，并将结果返回给数据发送方；

(3)如果不允许传输，则数据发送方结束本次数据传输，执行下一次数据传输；如果允许传输，则数据发送方发送开始传输命令，并立即传输数据；

(4)数据接收方接收数据；

(5)数据接收完毕后，将结果返回给数据发送方。

如上所述的数据传输方法，步骤(5)中，如果返回的结果是数据传输失败，则结束本次数据传输，执行下一次数据传输或者重新执行本次数据传输。

如上所述的数据传输方法，在数据传输过程中，如果数据发送方超时或者数据接收方超时而未完成本次数据传输，则结束本次数据传输，执行下一次数据传输或者重新执行本次数据传输。

如上所述的数据传输方法，在数据发送方和数据接收方之间建立两条非IP数据隧道，一条非IP数据隧道被用于传输数据时，另一条非IP数据隧道被用于反向传输数据。

一种基于非IP数据隧道的数据传输系统，包括计算机A和通过非IP数据隧道与计算机A连接的计算机B，所述计算机A和计算机B均包括用于在计算机A与计算机B之间通过非IP数据隧道进行数据传输的数据传输模块。

一种基于非IP数据隧道的数据传输系统，包括两个计算机网络系统，每个计算机网络系统均包括数据摆渡服务器和与数据摆渡服务器通过B/S模式或C/S模式连接的若干客户机，两个计算机网络系统的数据摆渡服务器通过非IP数据通道连接；所述数据摆渡服务器包括用于在两个计算机网络系统之间通过非IP数据隧道进行数据传输的数据传输模块。

本发明所述的方法及系统，在计算机之间或计算机网络之间的数据交互传输过程中，由于不是通过TCP/IP协议而是通过非IP数据隧道，因此提高了数据传输的安全性。

附图说明

图1是实施例1中所述系统的结构示意图；

图2是实施例2中所述系统的结构示意图；

图3是实施例1和实施例2中所述系统传输数据的流程示意图；

图4是采用图3所示流程传输文件过程中协议交互示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：在计算机与计算机之间或计算机网络与计算机网络之间建立非IP数据隧道，并建立基于非IP数据隧道的数据传输机制，通过非IP数据隧道实现计算机之间或计算机网络之间的数据传输。所述非IP数据隧道是指不是基于TCP/IP协议进行数据传输的隧道，可以采用USB数据隧道或ASI(Asynchronous Serial Interface，异步串行接口)数据隧道等。所述数据包括命令数据和非命令数据，非命令数据包括文件数据和其他非命令数据等。由于本发明不是通过TCP/IP协议进行数据传输，因此提高了数据传输的安全性。

下面结合实施例和附图，对本发明进行详细描述。

实施例1

本实施例是在两台计算机之间通过USB数据隧道(或ASI数据隧道)实现数据传输，其结构如图1所示。该系统包括计算机A和计算机B，计算机A与B之间通过USB数据线11(或ASI数据线)连接。计算机A与B内各包括一个数据传输模块12，用于完成计算机A与B之间通过USB数据隧道(或ASI数据隧道)进行的数据传输。

USB(Universal Serial BUS)为通用串行总线，是一个外部标准总线，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。本发明中所选用的USB版本应在USB2.0以上，以支持较大的传输速率，接口可以选择通用的扁平A型口，包括4根连线。数据线两端均设有相同的USB接口，数据线中间不需要设置传统的USB Net-LinQ。在计算机A与B的数据传输模块中分别设置数据传输的命令协议和文件协议。

ASI(Asynchronous Serial Interface)为异步串行接口标准，是一种适用于广播电视系统的MPEG-2视频传输接口标准。ASI传输流可以有不同数据速率，但传输速率恒定，为270Mbps，因此ASI可以发送和接收不同速率的MPEG-2数据。ASI传输系统为分层结构，最高层、第2层使用MPEG-2标准ISO/IEC 13818-(Systems)，第0层和第1层是基于ISO/IEO CD 14165-1的FC纤维信道。本发明中所选用的ASI接口为标准的BNC结构，数据线为同轴电缆，数据线两端均设有相同的ASI接口。在计算机A与B中设有ASI卡，计算机A与B的数据传输模块中分别设置数据传输的命令协议和文件协议。

将两台计算机用USB数据线11(或ASI数据线)连接后，便在两台计算机之间建立了USB数据隧道(或ASI数据隧道)，每台计算机均实时处于接收状态。当有数据需要传输时，由数据传输模块12将其传给对方计算机，其过程如图3所示，包括以下步骤：

(1)数据发送方(计算机A)向数据接收方(计算机B)发送开始数据传输命令，该命令包括数据大小等信息。

(2)数据接收方确定是否允许传输，并将结果返回给发送方。

(3)如果不允许传输，则数据发送方结束本次数据传输，执行下一次数据传输(在还有其他数据需要传输的情况下)；如果允许传输，则数据发送方向数据接收方传输数据。

(4)接收方接收数据。

(5)数据接收完毕后，将结果返回给数据发送方。

当数据接收方接收到的数据大小达到指定大小时，数据传输完成。如果数据传输成功，则数据接收方向数据发送方发送数据传输成功的消息，通知数据发送方。数据发送方接到数据传输消息后，对源数据进行删除或剪切备份等操作。如果数据传输失败，则数据接收方向数据发送方发送数据传输失败的消息，通知数据发送方，数据发送方结束本次数据传输，执行下一次数据传输(在还有其他数据需要传输的情况下)，或者重新执行本次数据传输。

在数据传输过程中，不论是数据发送方超时还是数据接收方超时而未完成本次数据传输，均结束本次数据传输，执行下一次数据传输或者重新执行本次数据传输。

当数据传输失败或超时时，如果选择重新执行本次数据传输，那么需要设置重复传输的次数；当达到最大重复传输次数而仍未传输成功时，结束该数据的传输，执行下一次数据传输。

本实施例中，上述数据传输过程涉及到的协议包括命令协议和非命令协议，命令包括请求命令和应答命令。两种协议的通用格式举例说明如下：

(1)命令协议格式。

请求命令：[BUFFER TYPE] [COMMAND] [SID] [COMMAND CONTENT]。

其中，BUFFER TYPE表示数据包类型，长度为1个字节；COMMAND表示命令名称，长度为1个字节；SID表示唯一标识(用于请求和应答相对应)，长度为4个字节；COMMAND CONTENT表示请求命令内容，长度不超过设定的请求命令总长度减去6字节。

应答命令：[BUFFER TYPE] [COMMAND] [SID] [COMMAND ANSWER CONTENT]。

其中，COMMAND ANSWER CONTENT表示应答命令内容，长度不超过设定的应答命令总长度减去6字节；其他符号代表的含义与请求命令相同。

(2)非命令协议格式。

数据包：[BUFFER TYPE] [SID] [POSITION] [DATASIZE] [DATA BUFFER]

其中，POSITION表示本次数据传输起始位置，长度为8字节；DATASIZE表示数据大小，长度为4字节；DATA BUFFER表示数据内容，长度为DATASIZE指定长度，但不超过数据包长度减去17字节；其他符号代表的含义与命令协议相同。

以传输文件为例，基于上述的两种通用协议，涉及到的具体协议如下。

①开始文件传输命令：

[BUFFER TYPE] [BEGIN] [SID] [SIZE] [DESCRIPTION]。

②开始文件传输响应命令：

[BUFFER TYPE] [BEGIN] [SID] [RESULT TYPE] [DESCRIPTION]。

③文件传输：

[BUFFER TYPE] [SID] [POSITION] [DATASIZE] [DATA BUFFER]。

④文件传输完成命令：

[BUFFER TYPE] [END] [SID] [RESULT TYPE] [DESCRIPTION]。

⑤取消文件传输命令：

[BUFFER TYPE] [CANCEL] [SID] [DESCRIPTION]。

上述文件传输协议中所涉参数的枚举值定义如下：

BUFFER TYPE：

枚举值	具体含义
		0	文件数据信息
1	请求命令
		2	响应命令

COMMAND：

枚举值

具体含义

100	BEGIN(开始文件传输)
		200	END(文件传输完成)
300	CANCEL(取消文件传输)

RESULT TYPE：

枚举值	具体含义
		0	允许传输或传输成功
1	不允许传输或传输失败

假设计算机A向计算机B传输文件，协议交互的具体过程如图4所示。

发送方向接收方发送“开始文件传输”命令，命令的具体内容为：“1 100123456781234567812345678 1024d:\test.xml”。其中，“1”表示数据包类型为请求命令，“100”表示开始文件传输，“123456781234567812345678”为SID，“1024”表示文件大小为1024个字节，“d:\test.xml”表示文件名称。

接收方接到命令后，向发送方发送“开始文件传输响应”命令，命令的具体内容为：“2 100 123456781234567812345678 0允许传输”。“2”表示数据包类型为响应命令，“0”表示允许文件传输。

发送方接到“开始文件传输响应”命令后，判断接收方是否允许文件传输。如果接收方不允许传输，则发送方结束该文件传输。本例中接收方允许传输，发送方一段一段地向接收方发送文件数据内容，直到发送完整个文件。第一次发送的数据包内容为：“0 123456781234567812345678 0 255文件数据内容”。第一个“0”表示数据包类型为文件数据信息，第二个“0”表示文件数据的起始位置，“255”表示本次传输的文件数据大小。后续发送的数据包内容除了文件数据的起始位置和文件数据内容不同、本次传输的文件数据大小也可能不同外，与第一次发送的数据包内容相同。接收方接收到数据包后，根据SID和文件数据起始位置，将文件数据内容写入文件中。

接收发向发送方发送“文件传输完成”命令，命令内容为：“1 200123456781234567812345678 0传输成功”。其中，“200”表示文件传输完成，“0”表示文件传输成功。

如果文件传输失败，则发送方主动终止文件传输，向接收方发送“取消文件传输”命令，命令内容为：“1300123456781234567812345678终止原因”。其中，“300”表示取消文件传输。

实施例2

本实施例是在两个计算机网络之间通过ASI数据隧道(或USB数据隧道)实现数据传输，其结构如图2所示。该系统包括两个计算机网络系统，分别为网络系统A和网络系统B。每个网络系统均包括数据摆渡服务器22，以及若干与数据摆渡服务器22连接的客户机。数据摆渡服务器22包括用于实现两个网络系统数据通过ASI数据隧道(或USB数据隧道)进行交互传输的数据传输模块23。两个数据摆渡服务器22之间通过ASI卡和ASI数据线21连接，或者通过USB数据线连接，客户机与数据摆渡服务器22之间通过C/S模式或者B/S模式连接。

当网络系统A的客户机有数据需要传送给网络系统B的客户机时，首先将数据通过C/S模式或者B/S模式上载到该网络系统的数据摆渡服务器22中，然后再由网络系统A的数据摆渡服务器22中的数据传输模块23通过ASI数据隧道传送给网络系统B的数据摆渡服务器22中。当数据传输成功后，网络系统B的客户机可以通过C/S模式或者B/S模式登陆网络系统B的数据摆渡服务器22，下载该数据。两个数据摆渡服务器22传输数据的过程与实施例1相同，此处不再赘述。

在实施例1和实施例2中：数据传输可以是单向的，如计算机A可以向计算机B传输数据，但计算机B不可以向计算机A传输数据；也可以是双向的，如计算机A可以向计算机B传输数据，计算机B也可以向计算机A传输数据；还可以是双向的交互传输，如在计算机A向计算机B传输数据的过程中，计算机B也可以向计算机A传输数据。双向的交互传输需要在计算机A或数据摆渡服务器A与计算机B或数据摆渡服务器B之间建立两条非IP数据隧道，一条用于A向B传输，一条用于B向A传输。

需要说明的是：上述实施例仅仅是对本发明的说明而非限制，本领域的技术人员根据实施例中的描述可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。例如，实施例1、2中也可以采用其他非IP数据隧道。因此，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：所述方法在数据发送方和数据接收方之间建立非IP数据隧道，并约定基于非IP数据隧道的数据传输协议，当数据发送方有数据需要传送时，通过非IP数据隧道将该数据发送到数据接收方。

2.如权利要求1所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：所述非IP数据隧道为USB数据隧道。

3.如权利要求1所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：所述非IP数据隧道为ASI数据隧道。

4.如权利要求1所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：所述数据接收方实时处于数据接收状态。

5.如权利要求1至4之一所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于，数据发送方通过非IP数据隧道将数据发送到数据接收方的过程包括以下步骤：

(1)数据发送方向数据接收方发送开始数据传输命令；

(3)如果不允许传输，则数据发送方结束本次数据传输，执行下一次数据传输；如果允许传输，则数据发送方向数据接收方传输数据；

(4)数据接收方接收数据；

(5)数据接收完毕后，将结果返回给数据发送方。

6.如权利要求5所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：步骤(5)中，如果返回的结果是数据传输失败，则结束本次数据传输，执行下一次数据传输或者重新执行本次数据传输。

7.如权利要求5所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：在数据传输过程中，如果数据发送方超时或者数据接收方超时而未完成本次数据传输，则结束本次数据传输，执行下一次数据传输或者重新执行本次数据传输。

8.如权利要求1所述的一种基于非IP数据隧道的数据传输方法，其特征在于：在数据发送方和数据接收方之间建立两条非IP数据隧道，一条非IP数据隧道被用于传输数据时，另一条非IP数据隧道被用于反向传输数据。

9.一种基于非IP数据隧道的数据传输系统，其特征在于：包括计算机A和通过非IP数据隧道与计算机A连接的计算机B，所述计算机A和计算机B均包括用于在计算机A与计算机B之间通过非IP数据隧道进行数据传输的数据传输模块。

10.一种基于非IP数据隧道的数据传输系统，其特征在于：包括两个计算机网络系统，每个计算机网络系统均包括数据摆渡服务器和与数据摆渡服务器通过B/S模式或C/S模式连接的若干客户机，两个计算机网络系统的数据摆渡服务器通过非IP数据隧道连接；所述数据摆渡服务器包括用于在两个计算机网络系统之间通过非IP数据隧道进行数据传输的数据传输模块。