基于飛凌LS1043A/LS1046A核心板搭建網(wǎng)閘產(chǎn)品行業(yè)應(yīng)用
2020年7月15號(hào)
統(tǒng)計(jì)顯示，到2020年，全球?qū)⒂?/span>500億臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)您將傳感器、設(shè)備和智能機(jī)器連接到網(wǎng)絡(luò)中，還有一件事可千萬不要忽略：網(wǎng)絡(luò)安全性。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的規(guī)?；瘧?yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的應(yīng)用量也隨之爆發(fā)，傳統(tǒng)硬件設(shè)備的弊端也日益凸顯。
隔離網(wǎng)閘
今天我們?yōu)榇蠹医榻B的是網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備：網(wǎng)閘的方案實(shí)現(xiàn)。
1、什么是網(wǎng)閘
網(wǎng)閘是在兩個(gè)不同安全域之間，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換的手段，以信息擺渡的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，且只有被系統(tǒng)明確要求傳輸?shù)男畔⒉趴梢酝ㄟ^。其信息流一般為通用應(yīng)用服務(wù)。網(wǎng)閘的“閘”字取自于船閘的意思，在信息擺渡的過程中內(nèi)外網(wǎng)（上下游）從未發(fā)生物理連接，所以網(wǎng)閘產(chǎn)品必須要有至少兩套主機(jī)和一個(gè)物理隔離部件才可完成物理隔離任務(wù)。現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的的單主機(jī)網(wǎng)閘或單主機(jī)中有兩個(gè)及多個(gè)處理引擎的過濾產(chǎn)品不是真正的網(wǎng)閘產(chǎn)品，不符合物理隔離標(biāo)準(zhǔn)。其只是一個(gè)包過濾的安全產(chǎn)品，類似防火墻。網(wǎng)閘技術(shù)是模擬人工拷盤的工作模式,通過電子開關(guān)的快速切換實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同網(wǎng)段的數(shù)據(jù)交換的物理隔離安全技術(shù)。
網(wǎng)閘技術(shù)在安全技術(shù)領(lǐng)域源于被稱之為GAP，又稱為Air Gap的安全技術(shù)，它本意是指由空氣形成的用于隔離的縫隙。在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)中，主要指通過專用的硬件設(shè)備在物理不連通的情況下，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)安全交換和資源共享。
2、概念由來
GAP隔離網(wǎng)閘，GAP，源于英文的"air gap"，gap技術(shù)是一種通過專用硬件使兩個(gè)或者兩個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)在不連通的情況下，實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的技術(shù)。gap中文名字叫做安全隔離網(wǎng)閘，它采用獨(dú)特的硬件設(shè)計(jì)，能夠顯著地提高內(nèi)部用戶網(wǎng)絡(luò)的安全強(qiáng)度。
3、發(fā)展歷程
網(wǎng)閘的產(chǎn)生，最早是出現(xiàn)在美國(guó)、以色列等國(guó)的軍方，用以解決涉密網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)的安全問題。
隨著電子政務(wù)在中國(guó)的蓬勃發(fā)展，政府部門的高安全網(wǎng)絡(luò)和其他低安全網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的需求日益明顯，出于國(guó)家安全考慮，政府部門一般傾向于使用國(guó)內(nèi)安全廠商的安全產(chǎn)品，種種因素促使了網(wǎng)閘在中國(guó)的產(chǎn)生。
中國(guó)第一款安全隔離網(wǎng)閘產(chǎn)生于2000年，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于政府、金融、交通、能源等行業(yè)。
4、基本原理
Michael Bobbin（《計(jì)算機(jī)安全雜志》主編）說，“保證一個(gè)系統(tǒng)真正安全的途徑只有一個(gè)：斷開網(wǎng)絡(luò)，這也許正在成為一個(gè)真正的解決方案?！痹谡?、國(guó)防、能源等很多重要領(lǐng)域，對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)密性、網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)性、業(yè)務(wù)連續(xù)性要求極高，堅(jiān)如磐石的安全保障尤其關(guān)鍵。
市場(chǎng)需求催生了安全技術(shù)的創(chuàng)新，在上世紀(jì)90年代中期俄羅斯人Ry Jones首先提出“AirGap”隔離概念，然后，以色列研制成功物理隔離卡，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的安全隔離；其后，美國(guó)Whale Communications公司和以色列SpearHead公司先后推出了e-Gap和NetGap產(chǎn)品，利用專有硬件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在不連通的情況下數(shù)據(jù)的安全交換和資源共享，從而使安全隔離技術(shù)從單純實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)隔離禁止交換”發(fā)展到“安全隔離和可靠、可控交換”。
5、下面結(jié)合網(wǎng)閘主要特點(diǎn)闡述FET1046A-C/FET1043A-C核心板的應(yīng)用
(1) 安全高效的體系架構(gòu)
安全隔離與信息交換系統(tǒng)采用“2+1”模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即包括外網(wǎng)主機(jī)模塊、內(nèi)網(wǎng)主機(jī)模塊和隔離交換模塊。內(nèi)、外網(wǎng)主機(jī)模塊具有獨(dú)立運(yùn)算單元和存儲(chǔ)單元，分別連接可信及不可信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)訪問請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，以實(shí)現(xiàn)安全應(yīng)用數(shù)據(jù)的剝離。隔離交換模塊采用專用的雙通道隔離交換卡實(shí)現(xiàn)，通過內(nèi)嵌的安全芯片完成內(nèi)外網(wǎng)主機(jī)模塊間安全的數(shù)據(jù)交換。內(nèi)外網(wǎng)主機(jī)模塊間不存在任何網(wǎng)絡(luò)連接，因此不存在基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
(2) 專用的隔離交換模塊
網(wǎng)閘產(chǎn)品核心部件為隔離交換模塊，安全隔離與信息交換系統(tǒng)隔離交換模塊基于專用安全芯片設(shè)計(jì)，全硬件交換；消除性能瓶頸；從可信網(wǎng)到非可信網(wǎng)的數(shù)據(jù)流與從非可信網(wǎng)到可信網(wǎng)的數(shù)據(jù)流采用不同的數(shù)據(jù)通道，對(duì)通道的分離控制保證各通道的傳輸方向可控。
(3) 操作系統(tǒng)安全可靠
內(nèi)外網(wǎng)主機(jī)模塊應(yīng)采用自主安全可靠的操作系統(tǒng)。
(4) 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力
網(wǎng)閘針對(duì)不同的軟件模塊具有多種部署方式，支持代理方式、透明方式等多種部署方式，可以根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)的特殊性采用不同的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行靈活部署。
(5) 深度應(yīng)用層解析過濾能力
網(wǎng)閘針對(duì)HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議、POP3協(xié)議、SMTP協(xié)議、TNS協(xié)議等多種應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行深度解析及過濾，滿足用戶安全性需求。
(6) 深度應(yīng)用層攻擊防御能力
網(wǎng)閘具有防病毒功能模塊，針對(duì)文件交換模塊、FTP訪問模塊、安全瀏覽模塊、郵件訪問模塊具有防病毒功能，支持本地升級(jí)及遠(yuǎn)程升級(jí)。網(wǎng)神網(wǎng)閘具有入侵檢測(cè)功能，可對(duì)網(wǎng)頁攻擊、緩沖區(qū)溢出攻擊、后門/木馬、P2P、病毒/蠕蟲、拒絕服務(wù)攻擊、掃描類攻擊等多種攻擊類型進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并記錄日志。
(7) 豐富的應(yīng)用模塊
安全隔離與信息交換系統(tǒng)采用模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，量身定制多個(gè)功能模塊，以滿足用戶的不同需求。
綜上網(wǎng)閘的特點(diǎn)和需求，FET1046A-C/FET1043A-C核心板，是可選的有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的方案。
其特點(diǎn)如下：
（1）FET1043A-C核心板原生支持7 個(gè)Ethernet：1 個(gè)10Gbps和6 個(gè)1000Mbps。
（2）FET1046A-C（FET1043A-C）FET1043A-C核心板原生支持8 個(gè)Ethernet；
（3）另外支持PCIe 2.0、SATA3.0、USB3.0、UART、IIC等功能接口
2.算力高:超高性能滿足網(wǎng)閘大量數(shù)據(jù)處理需求
（1）FET1043A-C 核心板基于NXP 公司的LS1043A 四核處理器設(shè)計(jì)，主頻1.6GHz，ARM Cortex-A53 架構(gòu)。
3.成本低
與X86架構(gòu)相比，嵌入式架構(gòu)有絕對(duì)的低成本優(yōu)勢(shì)；
4.比X86系統(tǒng)更能應(yīng)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境
（1）采用嵌入式ubuntu系統(tǒng)，穩(wěn)定性高，而windos系統(tǒng)病毒攻擊多；
（2）功耗低，可做如無風(fēng)扇密閉設(shè)計(jì)。
5.工業(yè)級(jí)品質(zhì)
FET1046A-C/FET1043A-C核心板適用于-40-85℃的寬溫，工業(yè)級(jí)品質(zhì)保證；
6.網(wǎng)絡(luò)性能
（1） LS1043A支持7個(gè)網(wǎng)口，1046A支持8個(gè)網(wǎng)口，滿足多長(zhǎng)場(chǎng)合對(duì)網(wǎng)口的需求；
（2）采用硬件數(shù)據(jù)路徑加速架構(gòu)（DPAA），支持?jǐn)?shù)據(jù)包解析、分類和分發(fā)(FMan)，調(diào)度、包排序和擁塞管理的隊(duì)列管理(QMan)，緩沖區(qū)分配和反分配的硬件緩沖區(qū)管理(BMan)。軟件層支持完整的DPDK環(huán)境1，同時(shí)支持OVS-DPDK，用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中數(shù)據(jù)包的高性能處理。
（3）千兆網(wǎng)模式下測(cè)試速度達(dá)944Mbps；
7.模塊化設(shè)計(jì)
飛凌主板采用核心板+底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，底板提供原理圖和PCB源文件，用戶參考可輕松設(shè)計(jì)自己需求功能的底板；10年+的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可根據(jù)用戶功能需求，未用戶進(jìn)行OEM。
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