CN1450460A - Scsi接口网络数据隔离与切换传输方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法及其装置，包括用于将网络一与网络二相互隔离的单刀双掷型电子开关，用于将网络一与所述的数据隔离切换开关相连接的高速数据接口一，用于将网络二与所述的数据隔离切换开关相连接的高速数据接口二，用于将网络一或网络二的数据进行存储和转发的数据缓冲区，还设有核心控制器自主工作，对数据隔离切换开关发出控制命令，数据缓冲区可以与网络一、网络二进行数据传输，两个高速数据接口是SCSI接口，符合SCSI－2或SCSI－3规范。可以及时的在两个网络之间实现切换和数据传输，安全性好。

Description

SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法及其装置

(一)技术领域

本发明涉及一种计算机网络安全隔离方法与装置，尤其是一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法及其装置。

(二)背景技术

由于通过Internet造成企业内部信息流失或被破坏的现象与日俱增，一些极为注重安全的机构，例如军队、政府部门、金融系统等，都十分关注如何使内部信息免遭外部侵袭的解决方案。我国国家保密局也于2000年1月1日起颁布实施《计算机信息系统国际联网保密管理规定》，其中的第二章第六条规定“涉及国家秘密的计算机信息系统，不得直接或间接的与国际互联网或其他公共信息网连接，必须实行物理隔离”。

一般的，隔离技术采取单硬盘隔离卡，在隔离卡的基础上增加了隔离集线器，并只用一个硬盘，将此单个硬盘从物理上分割为公共和安全两个分区，安装两套操作系统，由集线器和隔离卡之间进行通讯，从而实现内网与外网的安全隔离。单硬盘隔离卡有较严格的硬盘数据保护功能，通过如热启动等方式进行两个网络间的切换。虽然简化了以前的手动调换网线以及网络布线等工作，但是依然存在成本高、缺乏扩展性、无法集中管理以及安全性不高等问题，如申请号是01132400.7，名称是信息桥网络安全隔离装置的发明专利，所述的信息桥网络安全隔离装置包括两个连接内外网的串口通信接口、信息桥、隔离核心模块，信息桥用于数据的存储和转发，所述的串口通信接口是标准的以太网接口，遵循TCP/IP协议，尽管可以比较方便地在内外网之间传递信息，但在网络安全上仍旧存在着隐患，安全性不高；隔离核心模块包括通道选择开关组、核心微处理器，而且通过用户控制端来控制隔离核心模块，结构比较复杂，设置和维护比较麻烦。

(三)发明内容

为了克服已有技术中的网络安全隔离装置存在的成本高、无法集中管理以及安全性不高的不足，本发明提供了一种新型的网络数据隔离与切换传输方法及装置，可以及时地在两个网络之间实现切换与数据传输，安全性好，而且成本较低，设置和维护比较简单。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法，采用下列步骤：

由数据隔离切换开关将网络一、网络二隔离；

所述的数据隔离切换开关通过高速数据接口一与网络一连接；

所述的数据隔离切换开关通过高速数据接口二与网络二连接；

控制所述的数据隔离切换开关在网络一侧闭合，可以在网络一与数据缓冲区之间传输数据；

控制所述的数据隔离切换开关在网络二侧闭合，可以在网络二与数据缓冲区之间传输数据；

所述的数据缓冲区是一个随机存取存储器；

采用SCSI技术作为传输媒介，两个高速数据接口是SCSI接口，符合SCSI-2或SCSI-3规范，分别与两个网络中负责网间数据交换的计算机相联；

所述的数据隔离切换开关一端与数据缓冲区相联，另一端根据要求与两个SCSI接口之一相联，并根据要求在两个SCSI接口之间切换，该开关支持必要的SCSI规范。

一个核心控制器，所述的核心控制器自主工作，与两个SCSI接口及数据隔离切换开关相联，接受并仲裁两个网络上的计算机通过SCSI接口发来的指令，控制数据隔离切换开关在两个SCSI接口之间切换，并负责在数据隔离切换开关接通的数据缓冲区与SCSI接口之间进行数据传输，该控制器支持必要的SCSI规范。

进一步，所述的高速数据接口一、高速数据接口二都符合SCSI-2规范。

实现所述的SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法的装置，包括：

用于将两个独立的计算机网络相互隔离的数据隔离切换开关，所述的数据隔离切换开关是单刀双掷型电子开关，接受核心控制器发出的控制指令，所述的开关可对以下动作进行选择，

数据隔离切换开关闭合于网络一，数据缓冲区和网络一之间允许传输数据，可以将数据从数据缓冲区传输到网络一的主机上，或将数据从网络一的主机传输到数据缓冲区中，

或是数据隔离切换开关闭合于网络二，数据缓冲区和网络二之间允许传输数据，可以允许数据从网络二的主机传输到数据缓冲区中，或将数据从数据缓冲区传输到网络二的主机上；

用于将网络一与所述的数据隔离切换开关相连接的高速数据接口一；

用于将网络二与所述的数据隔离切换开关相连接的高速数据接口二；

用于将网络间传输的数据进行存储和转发的数据缓冲区，根据所述的数据隔离切换开关的不同位置，数据缓冲区可以与两个网络之一进行数据交换；

用于控制所述的数据隔离切换开关的核心控制器，所述的核心控制器与两个高速数据接口、数据隔离切换开关连接，接受并仲裁两个网络上的计算机发来的指令，控制数据隔离切换开关在两个高速数据接口之间切换，并控制数据缓冲区与接通的网络之间进行数据传输；

所述的两个高速数据接口是遵循相应协议的SCSI-2或SCSI-3接口，所述的SCSI接口与SCSI协议控制器连接，使得网络一、网络二与数据缓冲区进行数据交换时不用遵循TCP/IP协议，可以避免了TCP/IP协议本身带来的安全隐患。

进一步，所述的数据缓冲区的容量不小于128K字节，存储器可以选用高容量的静态RAM。

再进一步，将所述的高速数据接口一、高速数据接口二、核心控制器、数据隔离切换开关集成在一片主控芯片中，所述的主控芯片采用超大规模可编程集成电路。

进一步，所述的主控芯片设有数据隔离切换开关的动作位置两个指示灯，两个指示灯分别对应数据隔离切换开关的两个状态。当数据隔离切换开关与网络一或网络二接通时，其中之一的指示灯点亮。

再进一步，所述的主控芯片有数据传输指示灯，当数据缓冲区与网络一、网络二的主机通信正常时数据传输指示灯点亮。

本发明所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法以及装置的有益效果主要表现在：1、本发明是采用硬件方式的隔离，且采用了SCSI接口技术，能够给与隔离网间最高等级的安全；2、只要通过数据隔离切换开关的控制即可使数据缓冲区在两个网络之间切换，不需人工干预，时间上零等待，具有实时性；3、核心控制器自主工作，接受并仲裁两个网络上的计算机通过SCSI接口发来的指令，并控制数据隔离开关的指向以及数据缓冲区与两个网络间的数据传输，实现了集中管理，避免了由于多道程序作业而产生的同步协调问题；4、本发明所述的网络数据隔离与切换传输装置将所述的高速数据接口一、高速数据接口二、核心控制器、数据隔离切换开关集成在一片主控芯片中，控芯片采用超大规模可编程集成电路，结构比较简单，成本较低，设置和维护比较简单；5、两个网络之间的数据交换是通过数据缓冲区实现的，那么控制软件可以根据数据传输的流量要求，动态的调整双向流向分配，使两个网络之间的数据传输具有非对称性；6、由于两个高速数据接口是SCSI接口，那么不用遵循TCP/IP协议，采用了动态体系结构，对于支持什么协议、限制什么协议，可以进行灵活的配置。具有控制柔性，可扩充。

(四)附图说明

图1是本发明所述的网络数据隔离与切换传输装置结构示意图。

图2是SCSI总线双PC数据隔离切换器基本结构图。

图3是本发明所述的网络数据隔离与切换传输装置(E-GAP)与主机之间的信号时序图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参考附图1，一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法，采用下列步骤：

由数据隔离切换开关(3)将网络一(1)、网络二(2)隔离；

数据隔离切换开关(3)通过高速数据接口一(5)与网络一(1)连接；

数据隔离切换开关(3)通过高速数据接口二(6)与网络二(2)连接；

核心控制器(4)控制数据隔离切换开关(3)在网络一(1)侧闭合，可以在网络一(1)与数据缓冲区(7)之间传输数据；

核心控制器(4)控制数据隔离切换开关(3)在网络二(2)侧闭合，可以在网络二(2)与数据缓冲区(7)之间传输数据；

数据缓冲区(7)是一个随机存取存储器；采用SCSI技术作为传输媒介，高速数据接口一(5)和高速数据接口二(6)是SCSI接口，符合SCSI-2或SCSI-3规范，分别与两个网络中负责网间数据交换的计算机相联；数据隔离切换开关(3)一端与数据缓冲区(7)相联，另一端根据要求与两个SCSI接口之一相联，并根据要求在高速数据接口一(5)、高速数据接口二(6)之间切换，该开关支持必要的SCSI规范；一个核心控制器(4)，核心控制器(4)自主工作，与高速数据接口一(5)、高速数据接口二(6)及数据隔离切换开关(3)相联，接受并仲裁两个网络上的计算机通过SCSI接口发来的指令，控制数据隔离切换开关(3)在高速数据接口一(5)、高速数据接口二(6)之间切换，并负责在数据隔离切换开关(3)接通的数据缓冲区(7)与SCSI接口之间进行数据传输，该核心控制器(4)支持必要的SCSI规范。

高速数据接口一(5)、高速数据接口二(6)都符合SCSI-2规范。

本发明所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输装置，包括：

用于将网络一(1)与网络二(2)相互隔离的数据隔离切换开关(3)，数据隔离切换开关(3)是单刀双掷型电子开关，由核心控制器(4)发出控制指令，所述的数据隔离切换开关(3)可对以下动作进行选择：数据隔离切换开关(3)在网络一(1)侧闭合，或是数据隔离切换开关(3)在网络二(2)侧闭合；用于将网络一(1)与数据隔离切换开关(3)相连接的高速数据接口一(5)；用于将网络二(2)与数据隔离切换开关(3)相连接的高速数据接口二(6)；用于将网络一(1)、网络二(2)的数据进行存储和转发的数据缓冲区(7)，根据数据隔离切换开关(3)的不同位置，数据缓冲区(7)可以与网络一(1)、网络二(2)进行数据交换；用于控制数据隔离切换开关(3)的核心控制器(4)，核心控制器(4)与数据隔离切换开关(3)连接，并自主地对数据隔离切换开关(3)发出控制命令，数据隔离切换开关(3)动作到一定位置，数据缓冲区(7)可以通过数据隔离切换开关(3)、继而通过高速数据接口一(5)与网络一(1)或是通过高速数据接口二(6)与网络二(2)进行数据交换。

数据缓冲区(7)的容量是1M字节，可以有八个存储器组成，存储器可以选用128K的静态RAM。

将所述的高速数据接口一(5)、高速数据接口二(6)、核心控制器(4)、数据隔离切换开关(3)集成在一片主控芯片(8)中，所述的主控芯片(8)采用超大规模可编程集成电路。

所述的装置设有数据隔离切换开关(3)的动作位置指示灯，两个指示灯分别对应数据隔离切换开关(3)的两个状态。当数据隔离切换开关(3)与网络一(1)或网络二(2)接通时，其中之一的指示灯点亮。

所述的装置设有数据传输指示灯。

参考附图2，SCSI总线双PC数据隔离切换器是本发明所述的SCSI接口网络数据隔离与切换传输装置的一种实现方式。所述的切换器包括SCSI连接器一(9)、SCSI连接器二(10)、数据隔离切换开关(3)、核心控制器(4)、电源(11)以及数据存储器(12)。SCSI连接器连接SCSI协议控制器，SCSI连接器一(9)与内网连接，SCSI连接器二(10)与外网连接。所述的SCSI总线双PC数据隔离切换器采用超大规模可编程集成电路，将两个SCSI协议控制器、SCSI连接器一(9)、SCSI连接器二(10)、一个核心控制器(4)、一个数据隔离切换(3)开关集成在一片主控芯片里，存储器(12)独立在主控芯片外面。

SCSI连接器一(9)和SCSI连接器二(10)均选用二十五孔D形连接器座；数据存储器(12)选用容量为128K的静态RAM，存取时间小于70ns，八片共1M字节；根据SCSI异步传输的速度要求，时钟选用50MHz自振荡晶体。

主控芯片要集成两个SCSI协议控制器、SCSI连接器一(9)、SCSI连接器二(10)、一个核心控制器(4)、一个数据隔离切换开关(3)，因此必须有足够的逻辑门资源。由于主控芯片要和两个SCSI总线以及八片数据存储器(12)相连接，因此必须有足够的引脚资源。主控芯片的速度必须大于50MHz。因此，主控芯片选择ALTERA公司的FPGA芯片，型号是EPF10K20TC144-3。对应于EPF10K20TC144-3的逻辑配置芯片为EPC1441PC8。

电源(11)部分选用三端稳压集成块7805来提供系统的5V供电。由于主控芯片的功耗较大，必须提供散热风扇12V电源，因此电源适配器采用12V直流稳压输出的安全电源。

为了确切的表示切换器的工作状态，设计如下的信息指示灯：

一个电源指示灯，绿色。当接入电源并打开电源开关，此灯必须点亮直到断电。如果在上电期间此灯熄灭，表示系统供电有故障。

SCSI-A-Select和SCSI-B-Select两个切换开关位置指示灯，黄色。SCSI-A-Select表示与内网通信时的切换位置指示灯，SCSI-B-Select表示与外网通信时的切换位置指示灯，上电后切换器在任何时候两个切换开关有且只有一个指示灯亮，代表亮灯所对应的主机可以访问切换器存储器。如果某一时刻两个切换器的开关位置指示灯全亮或全灭，表示主控芯片有系统级的故障。

SCSI-A-Online和SCSI-B-Online两个主机在线指示灯。SCSI-A-Online表示内网主机在线指示灯，SCSI-B-Online表示外网主机在线指示灯。当切换器正常工作时，与切换器相连的计算机上电后，对应的主机在线指示灯点亮，如果切换器和主机都上电后而对应的主机在线指示灯不亮，则可能连接电缆或主机SCSI适配器有故障。

SCSI-A-RUN和SCSI-B-RUN两个数据传输指示灯。SCSI-A-RUN表示数据存储器(12)与内网进行数据交换时的数据传输指示灯，SCSI-B-RUN表示数据存储器(12)与外网进行数据交换时的数据传输指示灯。当主机和切换器通信时，对应的数据传输指示灯点亮。在正常通信情况下，两个数据传输指示灯都是点亮的。如果主机和切换器通信而对应的数据传输指示灯不亮或主机和切换器没有通信而对应的数据传输指示灯亮，则说明主控芯片有逻辑错误。这种错误可以通过重新上电来复位。

本发明所述的SCSI总线双PC数据隔离切换器的工作过程：集成在主控芯片中的核心控制器(4)控制数据隔离切换开关(3)的动作，并根据SCSI协议的要求，对导通的数据路径收发数据存储器(12)中的数据。可以进行以下的动作：

在内网和数据存储器(12)之间进行数据传送；

在外网和数据存储器(12)之间进行数据传送。

数据隔离切换开关(3)在内网侧闭合时，内网和数据存储器(12)之间进行数据的传送；数据隔离切换开关(3)在外网侧闭合时，外网和数据存储器(12)之间进行数据的传送。

核心控制器(4)控制数据隔离切换开关(3)在内网侧闭合，内网与数据存储器(12)进行数据交换的指示灯情况：

电源(11)指示灯点亮，SCSI-A-Online和SCSI-B-Online两个主机在线指示灯都亮，SCSI-A-Select切换开关位置指示灯亮，SCSI-B-Select切换开关位置指示灯不亮，SCSI-A-RUN数据传输指示灯亮，SCSI-B-RUN数据传输指示灯亮，表明切换器与两个网络的主机之间的通信正常。

核心控制器(4)控制数据隔离切换开关(3)在外网侧闭合，外网与数据存储器(12)进行数据交换的指示灯情况：

电源(11)指示灯点亮，SCSI-A-Online和SCSI-B-Online两个主机在线指示灯都亮，SCSI-B-Select切换开关位置指示灯亮，SCSI-A-Select切换开关位置指示灯不亮，则此时SCSI-B-RUN数据传输指示灯亮，SCSI-A-RUN数据传输指示灯亮，表明切换器与两个网络的主机之间的通信正常。

如图3是SCSI总线双PC数据隔离切换器(E-GAP)与主机之间的信号时序图。由核心控制器自主工作，对数据隔离切换开关位置进行控制，通过高速数据接口实现内网、外网与数据存储器之间的数据交换。

SCSI总线双PC数据隔离切换器(E-GAP)与主机之间的信号时序如下：

第一步，PC机询问网络数据隔离与切换装置(E-GAP)是否在本PC机端导通，即数据隔离切换开关是否在本端闭合。如果能够导通，此时内、外网有且只有一个与数据隔离切换装置导通，发送YES到主机上，如果不能导通，则发送NO到主机上。

第二步，PC机请求从网络数据隔离与切换装置(E-GAP)读至PC机，如果网络数据隔离与切换装置与本端PC机连通，那么可以将数据从数据存储器中读到主机上；否则发送不可读标志到主机。

第三步，从PC机写至网络数据隔离与切换装置(E-GAP)，将主机上的有效数据写到数据存储器中，如果网络数据隔离与切换装置与本端PC机连通，那么发送YES到主机；否则发送NO到主机。

第四步，本端数据收发结束，PC机发送断开连接命令给网络数据隔离与切换装置，后者将开关切换至对方的PC机，并发送YES到本端PC机。

Claims (7)

1、一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法，采用下列步骤：由数据隔离切换开关将网络一、网络二隔离；

所述的数据隔离切换开关通过高速数据接口一与网络一连接；

所述的数据隔离切换开关通过高速数据接口二与网络二连接；

控制所述的数据隔离切换开关在网络一侧闭合，可以在网络一与数据缓冲区之间传输数据；

控制所述的数据隔离切换开关在网络二侧闭合，可以在网络二与数据缓冲区之间传输数据；其特征在于：

所述的数据缓冲区是一个随机存取存储器；

采用SCSI技术，两个高速数据接口是SCSI接口，符合SCSI-2或SCSI-3规范，分别与两个网络中负责网间数据交换的计算机相联；

所述的数据隔离切换开关一端与数据缓冲区相联，另一端根据要求与两个SCSI接口之一相联，并根据要求在两个SCSI接口之间切换，该开关支持必要的SCSI规范；

一个核心控制器，所述的核心控制器自主工作，与两个SCSI接口及数据隔离切换开关相联，接受并仲裁两个网络上的计算机通过SCSI接口发来的指令，控制数据隔离切换开关在两个SCSI接口之间切换，并负责在数据隔离切换开关接通的数据缓冲区与SCSI接口之间进行数据传输，该控制器支持必要的SCSI规范。

2、如权利要求1所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法，其特征在于所述的两个高速数据接口符合SCSI-2规范。

3、一种实现如权利要求1所述的SCSI接口网络数据隔离与切换传输方法的装置，包括：

用于将两个独立的计算机网络相互隔离的数据隔离切换开关，所述的数据隔离切换开关是单刀双掷型电子开关，接受核心控制器发出的控制指令，所述的开关可对以下动作进行选择，数据隔离切换开关闭合于网络一，

或是数据隔离切换开关闭合于网络二；

用于将网络一与所述的数据隔离切换开关相连接的高速数据接口一；

用于将网络二与所述的数据隔离切换开关相连接的高速数据接口二；

用于将两个网络间传输的数据进行存储和转发的数据缓冲区，根据所述的数据隔离切换开关的不同位置，数据缓冲区可以和两个网络之一进行数据交换；其特征在于：

用于控制所述的数据隔离切换开关的核心控制器，所述的核心控制器与两个高速数据接口及数据隔离切换开关连接，接受并仲裁两个网络上的计算机发来的指令，控制数据隔离切换开关在两个高速数据接口之间切换，并控制数据缓冲区与接通的网络之间的数据传输；

所述的两个高速数据接口是SCSI接口，符合SCSI-2或SCSI-3规范。

4、如权利要求3所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输装置，其特征在于所述的数据缓冲区的容量是不小于128K字节。

5、如权利要求3所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输装置，其特征在于将所述的高速数据接口一、高速数据接口二、核心控制器、数据隔离切换开关集成在一片主控芯片中。

6、如权利要求5所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输装置，其特征在于设有数据隔离切换开关的动作位置指示灯。

7、如权利要求5所述的一种SCSI接口网络数据隔离与切换传输装置，其特征在于设有数据传输指示灯。