CN112910547B - 一种天基网络数据安全处理中心装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种天基网络数据安全处理中心装置，包括公用平台、计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元；其中，所述公用平台分别与所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元电连接；所述公用平台用于为所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元提供电源供给；且所述公用平台分别与所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元通过松耦合连接方式实现连接；上述天基网络数据安全处理中心装置，保障了空间天基组网的安全可靠运行，最大程度上保障了天基网络数据安全处理中心装置的使用可靠性以及安全性。

Description

一种天基网络数据安全处理中心装置

技术领域

本发明属于卫星技术领域，尤其涉及一种天基网络数据安全处理中心装置。

背景技术

随着卫星互联网的迅猛推进，各国纷纷加入太空竞赛，数以万计的卫星将发射进入太空，但由此带来的卫星网络安全问题也成为未来卫星通信技术的新的挑战。其中，天基网络是以天基网络数据中心、卫星网络系统、地面网络系统、地面终端设备为基础构建的空间通信网络；研发人员发现现有技术中的传统地面数据中心其主控制部分的扩展性差；且目前没有可以参考设计的天基网络数据中心，具体如何设计其天基网络数据中心的各个单元模块的功能仍然是技术空白。

发明内容

为了解决上述现有技术中的技术问题，本发明提供了一种天基网络数据安全处理中心装置。

本发明提供了一种天基网络数据安全处理中心装置，该天基网络数据安全处理中心装置包括公用平台、计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元；

其中，所述公用平台分别与所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元电连接；所述公用平台用于为所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元提供电源供给；且所述公用平台分别与所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元通过松耦合连接方式实现连接。

优选的，作为一种可实施方案；所述计算单元用于监测当前多个卫星网络系统的资源信息，通过监测每个所述卫星网络系统的资源信息实现调度调配由多个所述卫星网络系统构成的空间通信网络的资源。

优选的，作为一种可实施方案；所述网络安全单元用于监测当前的卫星网络系统的网络通信数据，当发现当前卫星网络系统的网络通信数据被篡改或是盗取时向天基网络数据安全处理中心装置发送警告信息。

优选的，作为一种可实施方案；所述网络安全单元包括高性能FPGA芯片。

优选的，作为一种可实施方案；所述网络安全单元还用于接收来自各卫星网络系统的故障传感器信息，通过故障传感器信息计算出卫星网络系统的故障代码；通过在预设的故障代码数据库中进行所述故障代码搜索，确定当前故障传感器信息所属的安全故障类别；并最终将安全故障类别通过地面网络系统发送给地面终端设备。

优选的，作为一种可实施方案；所述互联互通载荷单元分别与当前多个卫星网络系统进行通信连接，实现多个卫星网络系统之间的数据中转处理和数据交互。

优选的，作为一种可实施方案；所述公用平台包括卫星结构、控制系统、电源系统；所述控制系统用于对卫星结构进行控制管理操作，且所述控制系统还用于对计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元的松耦合连接方式进行接口管理；所述电源系统用于为天基网络数据安全处理中心装置提供电源供给。

优选的，作为一种可实施方案；所述公用平台还用于对计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元计算的处理数据进行统一的缓存存储处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述公用平台还用于对计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元计算的处理数据进行备份处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述公用平台还用于提供多种扩展接口；所述扩展接口包括VPX接口、外部存储器插接接口、串行数据接口、数字网络接口中的一种或多种。

本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明实施例一提供了一种天基网络数据安全处理中心装置，该天基网络数据安全处理中心装置主要由公用平台、计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元等功能模块构成；其中，公用平台可以分别与计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元进行连接，并同时为计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元等提供电源供给，保障各个单元的顺利运行；同时公用平台分别与计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元通过松耦合连接方式实现连接，从而最大程度上提升通信可靠性和集成度，同时也保障了天基网络数据安全处理中心装置的可扩展性能。

同时，上述天基网络数据安全处理中心装置中的各个功能模块还具有各自的功能设计，从而最终实现天基网络数据安全处理中心装置的通信数据处理；具体而言，计算单元监测当前多个卫星网络系统的资源信息，通过监测每个卫星网络系统的资源信息实现调度调配由多个卫星网络系统构成的空间通信网络的资源；网络安全单元监测当前的卫星网络系统的网络通信数据，当发现当前卫星网络系统的网络通信数据被篡改或是盗取时向天基网络数据安全处理中心装置发送警告信息；互联互通载荷单元分别与当前多个卫星网络系统进行通信连接，实现多个卫星网络系统之间的数据中转处理和数据交互。

本发明实施例提供的天基网络数据安全处理中心装置保障了空间天基组网的安全可靠运行，最大程度上保障了天基网络数据安全处理中心装置的使用可靠性以及安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种天基网络数据安全处理中心装置的模块单元原理结构示意图；

图2是本发明实施例的一种天基网络数据安全处理中心装置中的公用平台的具体原理结构示意图。

标号：

天基网络数据安全处理中心装置10；

公用平台11；卫星结构111；控制系统112；电源系统113；

计算单元12；

网络安全单元13；

互联互通载荷单元14。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供了一种天基网络数据安全处理中心装置，该天基网络数据安全处理中心装置10包括公用平台11、计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14；

其中，所述公用平台11分别与所述计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14电连接；所述公用平台11用于为所述计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14提供电源供给；且所述公用平台11分别与所述计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14通过松耦合连接方式实现连接；

所述计算单元12用于监测当前多个卫星网络系统的资源信息，通过监测每个所述卫星网络系统的资源信息实现调度调配由多个所述卫星网络系统构成的空间通信网络的资源；

所述网络安全单元13用于监测当前的卫星网络系统的网络通信数据，当发现当前卫星网络系统的网络通信数据被篡改或是盗取时向天基网络数据安全处理中心装置发送警告信息；

所述互联互通载荷单元14分别与当前多个卫星网络系统进行通信连接，实现多个卫星网络系统之间的数据中转处理和数据交互。

需要说明的是，本发明实施例采用的天基网络数据安全处理中心装置其是由公用平台11、计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14构成的控制系统；上述天基网络数据安全处理中心装置其整体需要与多个卫星网络系统建立通信连接，同时再由卫星网络系统通过地面网络系统与地面终端设备实现通信连接，最终形成天基网络数据处理站组网系统；该天基网络数据安全处理中心装置中的公用平台11、计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14各自设计有相应的功能；其中，公用平台11与各处理单元(即计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14)之间采用松耦合连接方式，能够提升通信可靠性和集成度，同时也保障了天基网络数据安全处理中心装置的可扩展性能；上述处理单元如果某一部分坏了，可以很容易就拆下来换新的或者维修，保障了天基网络数据安全处理中心装置的使用可靠性。

在本发明实施例的一具体方案中，所述网络安全单元13包括但不限于使用高性能FPGA芯片或是其他高性能CPU芯片。上述高性能FPGA芯片主要实现星间互联网络的安全，同时包括但不仅限于网络监控、数据运算等其他功能。

在本发明实施例的一具体方案中，所述网络安全单元13还用于接收来自各卫星网络系统的故障传感器信息，通过故障传感器信息分析计算出卫星网络系统的故障代码；通过在预设的故障代码数据库中进行所述故障代码搜索，确定当前故障传感器信息所属的安全故障类别(找到与当前故障代码匹配的预存的故障代码，通过解析该故障代码可以获得得到当前故障传感器信息的所属安全故障类别)；并最终将安全故障类别通过地面网络系统发送给地面终端设备；最终由地面终端设备的使用用户可以及时快速的了解到当前的安全故障类别，方便采取相应的防护措施。

通过上述网络安全单元13的处理操作，可以确定卫星网络系统的故障类型、与各种故障类型相关的参数；上述步骤中的各种故障类型设置对应的故障代码均存储在上述故障代码数据库中；另外，本发明实施例中的网络安全单元13还可以根据故障类型从故障代码数据库中调取对应的安全指令，同时对当前卫星网络系统是否启动了自动防护程序进行及时判断，即判断当前出现故障的卫星网络系统是否启动了自动网络防护程序；

上述网络安全单元13如果判断该自动网络防护程序正在被执行，则该上述网络安全单元13继续对当前卫星网络系统进行网络安全监控；如果判断该自动网络防护程序始终没有被执行，则该上述网络安全单元13将当前卫星网络系统的基本信息和安全故障类别再次通过地面网络系统发送给地面终端设备(综上可知，本发明实施例中的网络安全单元13具有多种信息监测功能，可以及时发现网络安全故障，还能及时判断卫星网络系统是否已经启动了自动网络防护程序，进而可以对天基网络的网络安全运行得到及时监控和数据反馈)。

在本发明实施例的一具体方案中，所述公用平台11具体包括卫星结构、控制系统、电源系统；所述控制系统用于对卫星结构进行控制管理操作，且所述控制系统还用于对计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14的松耦合连接方式进行接口管理；所述电源系统用于为天基网络数据安全处理中心装置提供电源供给。

如图1所示，上述天基网络数据中心10主要由公用平台11、计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷14等部分组成；另外具体参见图2，上述附图2中涉及了公用平台11的具体功能模块单元；该公用平台11主要由卫星结构111、控制系统112、电源系统113等公用部分构成，其可以满足天基网络数据中心的基本运行条件。上述公用平台11与其他单元模块设计功能有所不同，该计算单元12主要实现数据的处理功能，支持动态扩展，为后续计算能力的提升提供支持。网络安全单元13则用于整个数据中心安全防护，支持信息的各类处理需求。

在本发明实施例的一具体方案中，所述公用平台11还用于对计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14计算的处理数据进行统一的缓存存储处理。同时所述公用平台11还用于对计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14计算的处理数据进行备份处理。

需要说明的是，本发明实施例提供的公用平台11还可以对计算单元12、网络安全单元13、互联互通载荷单元14处理的数据以及存储的数据进行备份处理，通过冗余设计，可以通过对单元基本信息、单元运算信息等提供备份，从而将故障对后续计算的影响降低到最小。

在本发明实施例的一具体方案中，所述公用平台11还用于提供多种扩展接口；所述扩展接口包括VPX接口、外部存储器插接接口、串行数据接口、数字网络接口中的一种或多种。在本发明实施例的具体技术方案中，其公用平台11可以提供多种扩展接口，从而以方便天基网络数据安全处理中心装置加装或接入更多的功能单元；例如其可以通过外部存储器插接接口连接较大存储空间的外部存储器，从而实现传输数据的本地存储。同时其还可以提供丰富的串行数据接口(例如：4路RS232C标准的透明数据接口、卫星串行接口)，模块单元可按直接将数据发送给串口，提高数据传输的可靠性。

综上所述，本发明实施例提供天基网络数据安全处理中心装置，其具有天基数据安全保护的技术功能，同时其互联互通能力强，保障了通信速度的提升以及通信质量。通过设计的上述天基网络数据安全处理中心装置可保障了空间天基组网的可靠运行以及网络安全性。

需要说明的是，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和单元，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种天基网络数据安全处理中心装置，其特征在于，包括公用平台、计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元；

其中，所述公用平台分别与所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元电连接；所述公用平台用于为所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元提供电源供给；且所述公用平台分别与所述计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元通过松耦合连接方式实现连接；

所述计算单元用于监测当前多个卫星网络系统的资源信息，通过监测每个所述卫星网络系统的资源信息实现调度调配由多个所述卫星网络系统构成的空间通信网络的资源；

所述互联互通载荷单元分别与当前多个卫星网络系统进行通信连接，实现多个卫星网络系统之间的数据中转处理和数据交互；

所述公用平台包括卫星结构、控制系统、电源系统；所述控制系统用于对卫星结构进行控制管理操作，且所述控制系统还用于对计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元的松耦合连接方式进行接口管理；所述电源系统用于为天基网络数据安全处理中心装置提供电源供给；

所述网络安全单元用于监测当前的卫星网络系统的网络通信数据，当发现当前卫星网络系统的网络通信数据被篡改或是盗取时向天基网络数据安全处理中心装置发送警告信息；

所述网络安全单元还用于接收来自各卫星网络系统的故障传感器信息，通过故障传感器信息计算出卫星网络系统的故障代码；通过在预设的故障代码数据库中进行所述故障代码搜索，确定当前故障传感器信息所属的安全故障类别；并最终将安全故障类别通过地面网络系统发送给地面终端设备；

所述网络安全单元13还用于根据故障类型从故障代码数据库中调取对应的安全指令，同时对当前卫星网络系统是否启动了自动防护程序进行及时判断，即判断当前出现故障的卫星网络系统是否启动了自动网络防护程序；

所述网络安全单元13还用于如果判断该自动网络防护程序正在被执行，则该上述网络安全单元13继续对当前卫星网络系统进行网络安全监控；如果判断该自动网络防护程序始终没有被执行，则该上述网络安全单元13将当前卫星网络系统的基本信息和安全故障类别再次通过地面网络系统发送给地面终端设备。

2.根据权利要求1所述的天基网络数据安全处理中心装置，其特征在于，所述网络安全单元包括高性能FPGA芯片。

3.根据权利要求2所述的天基网络数据安全处理中心装置，其特征在于，所述公用平台还用于对计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元计算的处理数据进行统一的缓存存储处理。

4.根据权利要求3所述的天基网络数据安全处理中心装置，其特征在于，所述公用平台还用于对计算单元、网络安全单元、互联互通载荷单元计算的处理数据进行备份处理。

5.根据权利要求4所述的天基网络数据安全处理中心装置，其特征在于，所述公用平台还用于提供多种扩展接口；所述扩展接口包括VPX接口、外部存储器插接接口、串行数据接口、数字网络接口中的一种或多种。

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