[发明专利]分布式可信内存交换方法及系统

说明书

本发明涉及一种分布式可信内存交换方法及系统。它解决了现有技术设计不够合理等问题。包括以下步骤：发送端的数据交换请求方发出数据请求，进行可信认证，发送端和/或接收端的数据交换服务器分别采用远程直接内存存取RDMA方法向数据库文件服务器读取数据，发送端的数据交换服务器和接收端的数据交换服务器之间采用远程直接内存存取RDMA方法进行数据交换。优点在于：将FAENIC卡与集群和分布式数据文件服务器、交换服务器、可信认证注册管理服务器有机结合，组成分布式可信内存交换系统。充分发挥了FAENIC卡的高速、高效、加密的特点，融入了可信认证机制和审计接口，增加了数据交换接入的安全性，结合集群、分布式的优点。

技术领域

本发明属于网络设备技术领域，尤其是涉及一种分布式可信内存交换方法及系统。

背景技术

随着国家整体信息化程度的提高以及电子政务建设的全面推进，实现社会各行业单位、政府部门信息共享的需求日益增加。为了保障各单位、部门关联业务互联互通、信息资源共享的安全性，在电子政务等企事业单位网络中已广泛应用了数据交换系统。数据交换系统主要由部署在数据交换两侧的服务器组成，提供基于数据库、文件的安全交换。主要功能有：1.安全认证，支持对网络内可信终端、计算机等设备的注册认证，拒绝非注册设备的访问请求。2.支持主流数据库的接入适配,采用中间件技术，将源数据转换为序列化文件进行传输，目的端自动将序列化文件转换为目标格式。

随着网络信息安全技术的发展，数据交换平台提供各子系统接入的接口，实现数据交换平台和各信息系统的有机结合，以统一的接口规范实现数据自动提取、数据转换、数据发送、数据校验、数据审核等，同时支持数据同步、历史数据迁移等。实现“统一标准，统一交换”的构想。为不同数据库、不同数据格式之间，进行数据交换而提供服务的平台。数据交换系统中的服务器与网络的连接采用网卡，其性能和稳定性对于网络通讯来说至关重要，随着通讯技术的不断发展，服务器及其网卡性能也在不断提升。但面对大数据交换、高并发等应用的快速增长，现有TCP/IP软硬件架构和应用高CPU消耗的技术特征导致服务器应用程序运行速度慢，数据交换效率低的问题日趋突出。另外从信息安全方面考虑，数据交换服务器需要做统一可信认证授权管理，交换数据做加密保护，这其中用到的密码设备大多采用密码卡加上工控机主板这类架构方式。

在以太网数据交换系统典型数据传输如图1：数据库服务器1的数据经应用层软件的缓冲区→操作系统TCP/IP协议栈缓冲区(经过层层封装)→驱动层的缓冲区→网卡的缓冲区，最后通过网络传输到接收端数据交换服务器A；接收端数据交换服务器A则通过反方向的层层解析，应用程序才能得到发送端传输过来的数据。为适配不同类型的数据库和文件，一般采用中间件技术，将源数据转换为序列化文件后再进行传输。通过以太网进行数据传输前，同样需经应用层软件的缓冲区→操作系统TCP/IP协议栈缓冲区(经过层层封装)→驱动层的缓冲区→网卡的缓冲区，最后通过网络传输到接收端数据交换服务器B；在以上数据传输过程中，不管是数据库服务器与数据交换服务器，还是数据交换服务器间的数据传输，其网络层，传输层，应用层都要消耗CPU资源，运行基本流程如下：服务器1上的应用程序A向服务器2上的应用B发送数据。作为传输的一部分，服务器2上的内核必须首先接收并解析数据包报头，确定数据属于应用程序B，然后唤醒应用程序B，等待应用程序B执行系统调用到内核，最后复制数据从内核自己的内存空间到应用程序B提供的缓冲区中。这个过程意味着大多数网络通信必须至少在系统的主内存总线上复制两次(一次当主机网卡使用DMA(直接内存存取)将数据放入内核提供的内存缓冲区，另一次内核将数据移动到应用程序的内存缓冲区时)，这还意味着计算机必须执行多个上下文切换以在内核上下文和应用程序B上下文之间切换。