[发明专利]基于RK3399Pro的分布式数据交换系统及交换方法

说明书

本发明提供了一种基于RK3399Pro的分布式数据交换系统及交换方法，包括连接于外网服务器和隔离网闸的数据交换前置服务器，数据交换前置服务器包括处理单元，处理单元包括分布式处理模块、分布式插槽模块和交换机模块，分布式处理模块包括多个核心模块，每个核心模块包括AI处理器RK3399Pro及连接于AI处理器RK3399Pro的外围电路，分布式插槽模块包括多个插槽单元，每个核心模块均连接于一个插槽单元，交换机模块连接于隔离网闸和外网服务器，且交换机模块包括交换机主板和连接于交换机主板的网络控制器，网络控制器用于数据交换调度、数据采集的管理，交换机主板连接于多个插槽单元。本发明具有性能优异、工作稳定、数据安全、易扩展、性价比高等优点。

技术领域

本发明属于数据交换设备技术领域，尤其是涉及一种基于RK3399Pro的分布式数据交换系统及交换方法。

背景技术

近些年来，随着网络安全威胁态势的加速严峻，在网络信息安全体系建设中都需要考虑解决核心数据安全问题，现在企事业单位在其网络建设中都会考虑进行内外网分离，互联网与内网隔离等安全措施。这也促使内外网数据交换设备的需求进入了快速发展阶段。随着信息化建设的推进，企事业单位数字化转型的逐步深入，越来越频繁的需要进行持续的大量的内外网数据交换，如：电子政务、警务、办公、生产、研发、安防监控等等业务。这就要求内外网数据交换产品具备高性能的数据交换速率和极高的可靠性。

如图1所示，数据交换系统由数据交换前置服务器1、隔离网闸3、数据交换后置服务器5等组成，现有技术的网络交换设备采用的是X86架构的CPU，并基于TCP/IP协议进行通讯，在应用中一般会暴露出以下缺点：

1.传输效率问题

当网络传输流量较高时，特别是达到几千兆乃至万兆的流量，而且存在大量并发业务流的情况下，单位时间内需处理的数据量就越多，TCP/IP协议栈高CPU资源消耗的特点会使服务器系统出现极高的CPU负荷，导致服务器读、写数据的效率大大降低。高并发产生的大量软中断也会降低系统处理速度，影响工作效率。目前为了提高数据交换的效率，常用方法主要是提高系统硬件性能，采用更高性能多核服务器及网络设备，但代价是要对系统进行一定程度的改造，对于一些大型系统而言，其成本是非常巨大的。

2.数据安全性问题

X86架构发展时间长，市场占有率高，所以基于此架构的设备对于业内来说都是熟知的，包括系统、接口、存储等，因此数据相对更容易被病毒感染、非法拷贝等。

3.可扩展性差

设备的升级一般只能进行内存、硬盘的数量或性能升级，CPU一般只能做同系列产品的升级，无法方便地进行处理器系统在数量上的升级，整体性能可扩展性有限。

4.成本和功耗都比较大

由于在应用中内外网访问的数据流量比较大，而且建立链接的并行访问量也很多，对CPU主频及线程数量要求都比较高，这就需要高性能的服务器CPU，如：Intel的至强系列处理器，但其价格比较高，是ARM处理器的几倍。为提高数据交换的处理能力，采用双CPU或增加设备时，产品的价格将成倍上升。同时Intel的处理器的运行还必需单独外加内存、硬盘、显卡、CPU散热风散、大功率电源等，这些器件的成本相比也很高。

另外X86架构的CPU强调性能+速度的思路，也导致CPU的功耗比较大，搭配一个CPU的内外网数据交换设备功耗就达几百瓦，CPU及设备的体积都比较大。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于RK3399Pro的分布式数据交换系统；

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种基于RK3399Pro的分布式数据交换方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：