[发明专利]一种采用外挂式CPU的轨交车车载NAT的方法

说明书

本发明提供一种采用外挂式CPU的轨交车车载NAT的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1、轨交车列车网络与轨交车车站网络采用NAT协议进行数据通信；步骤2、提升处理效率，采用外挂式CPU独立硬件处理NAT协议，采用非外挂式CPU软件识别NAT业务并建立ACL通道；步骤3、外挂式CPU在业务量小的时候降频工作，减少功耗，降低性能；在业务量大的时侯恢复主频，增大功耗，提高性能。这里强调的是NAT协议处理系统设计由传统的纯软件处理或者软硬结合(软件为主)的方式，变成纯硬件处理。可解决的问题是的数据处理的时延高、带宽低等问题，满足了5G低时延，高宽带业务场景。且实现了功耗和性能的均衡调节。

技术领域

本发明属于轨交车载NAT领域，特别涉及到了一种外挂式CPU的轨交车载NAT。

背景技术

随着互联网的迅速发展遍及，轨交车载网络日益普及，对安全性要求越来越高，NAT不仅能够进行地址转换，解决公共IPV4地址不足的问题，还能够实现局域网和公共网络的数据隔离，隐藏具体网络等，有效的保证了车内局域网不被外网攻击，同时还能保证某些数据能在不同的网段内透传。但随着5G时代的到来，轨交车载环境对网络的速度，安全，带宽，时延等需求逐渐增加。

传统的NAT技术采用单一的CPU进行协议处理，CPU的性能太强，对于业务量不大的场景造成资源浪费；CPU性能太弱，对于业务量很大的场景又无能为力。单一的CPU除了处理NAT协议，往往还运行着很多其他协议，诸如OSPF，DHCP等，除了运行协议，CPU还担负着设备计算，控制等任务，当所有的功能和任务都在一颗CPU上时，业务和功能实现的复杂度，设备维护和问题定位难度都非常大。日益丰富的协议类型和NAT需求，使得单颗CPU对NAT业务量大的场景的处理能力不尽人意。除此之外，当实际场景和客户需求发生改变，NAT业务量要求也不一样，如果重新设计新的产品，也会大大增加开发的成本、周期等。另外，对于长期运行的设备，并不意味着一直存在大量的业务数据和计算任务，但设备必须高速运行，以时刻准备应对突发的数据和计算任务，那么在业务量并不是很大的情况下，就需要更多的资源和能耗来维持这种状态，势必造成不必要的资源浪费和更大的功耗。

如何提高NAT协议的处理能力，如何提高轨交车载网络的安全性，如何减小NAT实现成本和维护的难度，如何降低设备的运行功耗，仍是需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种安全性好、但效率较高、时延低和处理的业务量大的采用外挂式CPU的轨交车车载NAT的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种功耗低、减少了维护和人力成本的采用外挂式CPU的轨交车车载NAT的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明提供一种采用外挂式CPU的轨交车车载NAT的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1、轨交车列车网络与轨交车车站网络采用NAT协议进行数据通信；

步骤2、提升处理效率，采用外挂式CPU独立硬件处理NAT协议，采用非外挂式CPU软件识别NAT业务并建立ACL通道；

步骤3、外挂式CPU在业务量小的时候降频工作，减少功耗，降低性能；在业务量大的时侯恢复主频，增大功耗，提高性能。采用非外挂式CPU软件部分识别NAT业务并建立ACL通道，外挂式CPU纯硬件处理NAT协议，而不是纯软件或软硬结合(软件为主)的方式。这里强调的是NAT协议处理系统设计由传统的纯软件处理或者软硬结合(软件为主)的方式，变成纯(完全)硬件处理。可解决的问题是的数据处理的时延高、带宽低等问题，满足了5G低时延，高宽带业务场景。且实现了功耗和性能的均衡调节，更加智能化。