基于數(shù)學(xué)建模分析的高機密數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化研究

李曉歌

(平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 平頂山 467000)

高機密數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋举|(zhì)其實和數(shù)據(jù)傳輸很類似，在各個運行中心中最為重要的就是相關(guān)的機密文件傳輸，可以說機密文件傳輸是每個運行中心的核心[1]。研究機密數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康闹饕窍胩岣咂鋫鬏數(shù)乃俾?，防止機密文件在傳輸中由于速率問題而發(fā)生泄露[2-3]。數(shù)學(xué)建模是目前分析數(shù)據(jù)傳輸速率以及數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化的一種極為有效的方法，通過數(shù)據(jù)建模，可以讓數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎芸斓靥嵘壳霸摲椒ㄒ呀?jīng)被廣泛的應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸問題，但是傳統(tǒng)的利用數(shù)據(jù)建模來進行高機密數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化的方法由于高機密文件自身的機密性質(zhì)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對接不順暢，會大大影響其傳輸?shù)乃俾?，因此本文設(shè)計了一種基于數(shù)據(jù)建模的新的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化方法，使數(shù)據(jù)傳輸更加有效。

1 基于數(shù)學(xué)建模分析的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化方法設(shè)計

1.1 采集高機密數(shù)據(jù)信息

采集高機密信息，首先，第一，需要讀取系統(tǒng)配置文件，設(shè)置采樣間隔及通信通道，利用反復(fù)循環(huán)方式對不同控制量進行采集，采集后對采集到的信息進行讀取，讀取后需要將基礎(chǔ)設(shè)置輸出并重新設(shè)置，第二，將出入口地址重新定義并進行后續(xù)傳輸，啟動電路保證數(shù)據(jù)可以公平分配，設(shè)置正確的向量控制規(guī)則。在控制時需要確定總拓展器的輸出方位，將拓展器依照輸出方位來進行控制。第三，配置引腳裝置，將引腳裝置利用開關(guān)量的狀態(tài)來側(cè)面控制內(nèi)部寄存器，數(shù)據(jù)的啟動[4]、儲存、讀取和采集一般采用輸入裝置進行基礎(chǔ)配置。若在數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生信號中斷的現(xiàn)象，需要及時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)控制中的基礎(chǔ)協(xié)議，將具體流程重新配置。最后就需要進行數(shù)據(jù)的重載，數(shù)據(jù)重載第一步是要讀取系統(tǒng)配置的文件，然后根據(jù)配置的文件進行數(shù)據(jù)初始化，采集GPS 并將數(shù)據(jù)打包，篩選其中的有效數(shù)據(jù)，剔除無效數(shù)據(jù)，設(shè)置正確的通信信道，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集[5]。

1.2 基于數(shù)據(jù)建模分析設(shè)計傳輸模板

數(shù)據(jù)建模分析可以將數(shù)據(jù)系統(tǒng)的進行整合，因此，選取上述采集的數(shù)據(jù)信息，進行建模，將建模的各項信息整合，以此設(shè)計出了傳輸模板。設(shè)計的傳輸模板具有綜合控制的功能，該模板具有很多基礎(chǔ)特征，比如該模板的寫入數(shù)據(jù)選用頁數(shù)為單位，通過頁數(shù)來實現(xiàn)模板的動作，控制芯片是在采集的信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行讀入讀出控制，讀入與讀出選取特定的處理器，該處理器需要具有控制儲存器，確保其在各個狀態(tài)下都能發(fā)送出傳輸信號，與此同時，其還具有完整傳輸數(shù)據(jù)信息的優(yōu)點。續(xù)寫時需要控制儲存器的時序，把控時序的具體狀態(tài)，從而實現(xiàn)靜態(tài)儲存，驅(qū)動器可以很好的完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的控制工作，保證數(shù)據(jù)控制驅(qū)動均在指定范圍內(nèi)，建立的指令傳輸模板如圖1 所示。

圖1 指令傳輸模板

圖1 展示了指令操作的模板，在進行操作時，需要注意數(shù)據(jù)速率優(yōu)化傳輸中的數(shù)據(jù)復(fù)制快慢問題，數(shù)據(jù)的復(fù)制過程主要是利用驅(qū)動的程序，在指定的空間內(nèi)進行讀取后，提取需要的數(shù)據(jù)進行復(fù)制[6-7]。除此之外還需要將靜態(tài)儲存控制器進行靜態(tài)函數(shù)配置，將static inline void 寫入內(nèi)聯(lián)空隙，設(shè)置驅(qū)動編程程序進行整個編程字符初始化，在整個操作過程中，如果存在剩余的數(shù)據(jù)，需要利用operation 驅(qū)動來進行編寫。如果出現(xiàn)了數(shù)據(jù)離散信號反映問題傳輸問題則需要對整個數(shù)據(jù)傳輸中的離散值進行重新賦予，確保其傳輸中的信道全部被封鎖，以保證高機密數(shù)據(jù)的傳輸無誤，操作過程中，注意將儲存器封鎖，利用拉高電平臺的方式來發(fā)送數(shù)據(jù)地址，完成數(shù)據(jù)的讀取。進行數(shù)據(jù)讀出操作時，需要將數(shù)據(jù)按照時序讀取，將數(shù)據(jù)的實際值進行離散組合，達成信號接口的對接。如果發(fā)送的指令是特定的數(shù)值，則需要將整個頁碼的地址進行固定，按照指定的順序進行跳變，得到需要的數(shù)值結(jié)果[8]。

1.3 計算高機密數(shù)據(jù)傳輸中的網(wǎng)絡(luò)時延

時延是高機密數(shù)據(jù)傳輸過程中的一個關(guān)鍵指標(biāo)，因此需要進行計算，簡單來說，時延就是在兩個節(jié)點之間進行信息傳輸時從其中一個主時鐘中發(fā)送數(shù)據(jù)延時包，并將該數(shù)據(jù)包進行周期轉(zhuǎn)化發(fā)送的指標(biāo)。時延發(fā)送主要是以數(shù)據(jù)包的格式，具體傳輸?shù)倪^程如圖2 所示。

圖2 發(fā)送流程圖

計算的第一步將整個數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)延時時間記錄并選取差值，主要選取的時間是主時鐘到從時鐘的時間，差值計算后，根據(jù)差值將數(shù)據(jù)包的延時請求及時發(fā)送出來，設(shè)定發(fā)射時的時間為T1，設(shè)定接收到該延時數(shù)據(jù)包對應(yīng)的時間為T2，標(biāo)準(zhǔn)的延時時間定義為T，將整個延時時間進行整合[9]，計算的結(jié)果如式(1)所示。

數(shù)據(jù)包在傳輸過程中由于對稱作用，導(dǎo)致傳輸?shù)臅r間也是對應(yīng)一致的狀態(tài)。因此，可用公式(2)來計算偏移誤差量offset，如式(2)所示。

在公式(2)中，T0 代表從時鐘同步數(shù)據(jù)包時間，delay 代表延時誤差。

1.4 綜合控制高機密數(shù)據(jù)傳輸速率

實現(xiàn)高機密傳輸?shù)木C合控制就是需要控制數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)中的多個層次，以此來進行整個結(jié)構(gòu)體系的分析，設(shè)備根據(jù)其數(shù)據(jù)采集的指標(biāo)，具有不同的數(shù)據(jù)采集能力，利用具有不同數(shù)據(jù)采集能力的設(shè)備進行整體設(shè)備的綜合調(diào)控，以此來把控數(shù)據(jù)的分布，數(shù)據(jù)分布的線路需要進行控制器引腳的提前調(diào)控，整體的綜合流程必須通過數(shù)據(jù)采集的擴展流程來進行實現(xiàn)，實現(xiàn)時還需要利用數(shù)據(jù)拓展器。

寫入過程中收集的數(shù)據(jù)需要具有穩(wěn)定可靠性，從驅(qū)動器收集的數(shù)據(jù)可以通過編程進行預(yù)處理，然后將不適合的頻率過濾掉，排除干擾后寫入內(nèi)存。用于控制讀寫模塊的信號比較低，所以在使用靜態(tài)存儲器進行讀操作時，要注意按照信號方向完成數(shù)據(jù)寫入。通過以上流程，可以全面控制高機密數(shù)據(jù)的傳輸速率[10]。

2 實驗

為了檢測本文設(shè)計的基于數(shù)學(xué)建模分析的高機密數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化方法能否有效的將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)優(yōu)化，以及其能否解決傳統(tǒng)傳輸速率優(yōu)化方法的延時長，吞吐量小的問題，進行了對比實驗，如下所示。

2.1 實驗準(zhǔn)備

選取的局域網(wǎng)設(shè)置為2GWindows，在Matlab R2012b CPU Intel 的條件下進行本實驗的準(zhǔn)備工作，測試設(shè)計方法的性能。

2.2 實驗結(jié)果與討論

選取數(shù)據(jù) 大 小為100k、200k、300k、400k、500k、600k、700k的數(shù)據(jù)分別采用傳統(tǒng)的方法和本文設(shè)計的方法進行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)計所用時間，結(jié)果如表1 所示。

表1 實驗結(jié)果

由表1 可知，本文設(shè)計的基于數(shù)學(xué)建模分析的高機密數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化方法能有效的將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率優(yōu)化，且其進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間比傳統(tǒng)方法低。

3 結(jié)論

綜上所述，本文設(shè)計的基于數(shù)學(xué)建模分析的高機密數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)化方法，利用數(shù)學(xué)建模分析了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪０?，有效地解決了傳統(tǒng)方法的吞吐量低和延時長的問題，經(jīng)過實驗檢測證明其可以有效地提升傳輸速率，且數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方法，有一定的參考價值。但是由于測試的樣本規(guī)格比較小，可能存在一定的誤差，還要在后續(xù)的應(yīng)用中不斷完善。