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基于下一代互联网的地震观测网络模型研究

2020-11-27阅读(801)

基于下一代互联网的地震观测网络模型研究

论文摘要

IPv6取代IPv4是一个必然的结果。现有的地震观测网络系统都是基于IPv4协议开发,由于IPv4地址的馈乏,使得不能每个台站都拥有一个固定的IPv4地址,从而导致无法直接进行台站级数据访问,只能进行台网级数据访问;另外,现有的地震观测网络系统只是简单的通过用户名和密码进行验证,而且传输时没有对用户名和密码进行加密,安全性低,如果非法用户截获到传输过程中的用户名和密码,就可以直接访问所有需要的数据。通过研制基于IPv6协议的地震观测安全网络系统,开发出了新型的IPv6环境下地震观测系统组网协议,实现了台站级数据共享的目标;使用的各种类型实时数据加密方法,保证了数据的完整性和机密性;建立了新型的证书管理和认证机制;在实验的基础上,基于隧道技术,开发出了现有基于IPv4的地震观测系统向IPv6的过渡技术,确立了IPv4系统过渡到IPv6系统的技术方案,确定了现有观测台站的接入方式与技术要求;通过对基于Linux嵌入式系统和IPv4协议的EDAS-24IP数据采集器进行系统改造试验,使其现在能够支持IPv6地震传感器网络的相关技术标准和规范。这些研究资料,为下一步IPv6技术在地震观测技术行业的更多应用打下了很好的基础。在生成台站认证证书时,为了更加方便地获取到台站的认证注册信息,我们针对原有参数模型的问题提出了一种新型的参数管理模型。原有参数模型存在以下方面的问题:1)参数文件格式使用XML格式,需要增加XML解析类库,占用了嵌入式系统的存储空间;2)整个嵌入式系统中只存在一个参数文件,如果参数文件丢失,则系统无法重新正常启动;3)以共享内存的方式对参数进行管理,使得各个应用程序之间的耦合性较强,而且通讯不方便。通过建立新型的参数管理模型,解决了原有参数模型这三个方面的问题:1)由于采用了新的参数文件格式,不需要增加XML解析类库,节省了嵌入式系统的存储空间;2)使用同种类型参数备份多个文件的方式,不会再存在由于参数文件丢失,系统无法重新启动的现象;3)所有的通讯都是通过内核异步信号的形式,降低了应用程序之间的耦合关系。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 现阶段我国地震观测网络的问题
  • 1.3 IPv6 协议的特点
  • 1.4 本文的主要研究内容
  • 1.5 本研究课题的实施环境
  • 1.5.1 硬件环境
  • 1.5.2 软件环境
  • 1.6 本研究课题的目的和意义
  • 1.7 论文架构
  • 第二章 IPv6 环境下地震观测系统组网技术研究
  • 2.1 IPv6 协议介绍
  • 2.2 IPv6 环境下地震观测系统组网模型
  • 2.2.1 单服务器网络结构模型
  • 2.2.2 多服务器网络结构模型
  • 2.3 组网模型下的访问、认证与协议
  • 2.3.1 地震观测台站的入网注册
  • 2.3.2 用户认证
  • 2.3.3 获取台站观测数据
  • 第三章 关键算法介绍
  • 3.1 RSA 算法
  • 3.1.1 算法描述
  • 3.1.2 RSA 算法中的计算技巧
  • 3.1.3 RSA 算法的安全性
  • 3.2 数据加密标准（DES）
  • 3.2.1 DES 描述
  • 3.2.2 DES 问题讨论
  • 3.3 MD5 算法
  • 第四章 IPv6 环境下地震观测网络安全系统构建
  • 4.1 台站注册协议
  • 4.1.1 地震台站仪器听注册流程
  • 4.1.2 认证中心端接受注册流程
  • 4.1.3 通信中的消息格式
  • 4.2 用户访问注册
  • 4.2.1 数据用户的身份注册流程
  • 4.2.2 认证中心端接受注册流程
  • 4.2.3 通信中的消息格式
  • 4.3 数据流协议
  • 4.3.1 数据用户与台站建立连接认证
  • 4.3.2 台站数据服务程序与客户端数据访问软件间通信协议
  • 4.4 证书的生成与分发
  • 4.4.1 台站证书
  • 4.4.2 客户端证书
  • 4.4.3 DES 密钥的更新与分发
  • 4.5 加密算法选择
  • 4.5.1 分组密钥机制和公钥密码体制介绍
  • 4.5.2 算法选择
  • 4.6 IPv4 到IPv6 过渡机制
  • 4.6.1 IPv4 数字地震台向IPv6 过渡技术
  • 4.6.2 IPv6 和 IPv4 共存的台站混合网络结构模型
  • 4.6.3 地震观测设备 IPv4/IPv6 双协议栈技术研发
  • 4.7 软件升级
  • 4.7.1 数采网络数据服务软件（Linux 端）升级
  • 4.7.2 客户端软件 EDAS-IP-SMS 升级
  • 4.8 台站运行监控
  • 4.9 实际运行结果界面
  • 4.9.1 系统管理服务器
  • 4.9.2 客户端代理软件
  • 第五章 新型参数管理模型
  • 5.1 原有参数模型的问题
  • 5.2 新型参数管理模型
  • 5.2.1 参数缓存区
  • 5.2.2 参数管理守护进程
  • 5.3 异步信号实现机制
  • 5.3.1 异步信号实现
  • 5.3.2 异步信号调用
  • 5.4 系统调用实现机制
  • 5.5 程序实现
  • 5.5.1 内核参数驱动
  • 5.5.2 参数管理守护进程
  • 第六章 结论
  • 6.1 本文研究在技术方面取得的进展
  • 6.2 应用前景分析
  • 6.3 下一步的研究方向
  • 6.3.1 多用户并发访问时，提高实时数据传输效率
  • 6.3.2 提高地震观测网络系统可靠性
  • 6.3.3 应用 IPSec
  • 在攻读硕士学位期间取得的研究成果和发表的论文
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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