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一种基于环形无队列的高速影像单向传输系统方法及系统

阅读:1047发布:2020-06-14

专利汇可以提供一种基于环形无队列的高速影像单向传输系统方法及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种基于环形无 锁 队列的高速影像单向传输系统方法及系统,发送端接收实时数据流将数据编码为影像;发送端推送模 块 将影像加入到环形无锁队列;展示模块从环形无锁队列中获取影像到显示终端显示;接收端用多个影像采集模块捕获发送端所有影像并写入到环形无锁队列;数据解析模块从环形无锁队列中获取影像进行解析整合;将数据流转发到目标设备实现物理隔离情况下单向高速传输;解决影像传输过程中因多线程频繁锁操作问题而导致速度得不到提升的问题。,下面是一种基于环形无队列的高速影像单向传输系统方法及系统专利的具体信息内容。

1.一种基于环形无队列的高速影像单向传输系统方法及系统,其特征在于,所述方法应用于在物理隔离的网络间进行多通道高速单向传输,该方法包括:
发送端创建环形无锁队列;并接收来自外部的数据流,将数据内容编码为影像;推送模将影像写入到环形无锁队列中;展示模块从环形无锁队列中获取影像并在显示终端展示;接收端创建环形无锁队列;采集模块将影像添加到环形无锁队列中;解析融合模块从环形无锁队列中获取影像,解析影像;发送模块将解析后的影像数据根据配置转发到目标设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法,其特征在于发送端创建环形无锁队列,采用如下步骤:
步骤1:创建rte_ring_list链表;
步骤2:在rte_ring_list链表中创建一个rte_tailq_entry节点
步骤3:在memzone中根据队列的大小count申请一块内存,创建rte_ring(结构中有生产者结构prod、消费者结构cons);
步骤4:将rte_tailq_entry的data节点指向rte_ring结构地址。
3.根据权利要求1所述的一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法,其特征在于,支持多个发送端推送模块将影像写入到环形无锁队列中,该方法包括:
步骤1:初始状态环形缓存区的头索引(prod_head)和尾索引(prod_tail)指向了相同的位置。临时变量区创建头索引(prod_corel_head)指向prod_head和尾索引(prod_corel_next)指向表中下一个对象,如果在这环形缓冲区没有足够的空间,将返回一个错误;
步骤2:prod_head尝试指向prod_corel_next所指向的位置,此操作为CAS操作。如果存在多个推送模块写入影像数据到队列中,则其中一个会执行CAS操作成功,并更新prod_head指向prod_corel_next所指向的位置;
步骤3:步骤2执行成功后,向环形缓存区添加一个元素,并继续执行后续步骤(同时如果存在多个推送模块写入影像数据到队列中,则也重复执行步骤2直至成功);
步骤4:如果prod_tail指向的位置与prod_corel_head指向的位置一致,则更新prod_tail指向prod_corel_next(如果存在多个推送模块,也同样适用)。
4.根据权利要求1所述的一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法,其特征在于,支持多个发送端展示模块从环形无锁队列中获取影像并在显示终端展示,该方法包括:
步骤1:初始状态环形缓存区的头索引(cons_head)和尾索引(cons_tail)指向了相同的位置;
临时变量区创建头索引(cons_corel_head)指向cons_head和尾索引(cons_corel_next)指向表中下一个对象,如果在这环形缓冲区没有足够的空间,将返回一个错误;
步骤2:cons_head尝试指向cons_corel_next所指向的位置,此操作为CAS操作。如果存在多个推送模块写入影像数据到队列中,则其中一个会执行CAS操作成功,并更新cons_head指向cons_corel_next所指向的位置;
步骤3:步骤2执行成功后,向环形缓存区添加一个元素,并继续执行后续步骤(同时如果存在多个推送模块写入影像数据到队列中,则也重复执行步骤2直至成功);
步骤4:如果cons_tail指向的位置与cons_corel_head指向的位置一致,则更新cons_tail指向cons_corel_next(如果存在多个推送模块,也同样适用)。
5.根据权利要求1所述的一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法,其特征在于接收端创建环形无锁队列,创建过程如权利要求2所述。
6.根据权利要求1所述的一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法,其特征在于,支持多个影像采集模块将影像写入到环形无锁队列中,写入过程如权利要求3所述。
7.根据权利要求1所述的一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法,其特征在于,支持多个影像解析模块从环形无锁队列中获取影像,获取过程如权利要求4所述。
8.一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法及系统,其特征在于,所述方法应用于在物理隔离的网络间进行多通道高速单向传输,该系统包括:
数据接收模块,在发送端中,将用于实时接收数据流;
环形无锁队列,在发送端中,将用于支持数据接收模块的写操作和影像推送模块的获取操作;
影像推送模块,在发送端中,将用于从环形无锁队列中获取影像数据,根据配置的显示模型重新编排影像数据,发送给显示模块显示;
显示模块,在发送端中,显示编排好的影像数据;
接收端无任何信息通道向发送端反馈信息;
影像采集模块,在接收端中,对发送端显示模块所显示的影像写入到环形无锁队列;
环形无锁队列,在接收端中,用于支持影像采集模块的写入操作和数据解析模块的获取操作;
数据解析模块,在接收端中,从环形无锁队列中获取二维码并解析,对数据进行归并处理;
数据流转发模块,在接收端中,将归并处理后的数据按照发送端数据流编码模块编码的顺序,以及协议类型转发数据。

说明书全文

一种基于环形无队列的高速影像单向传输系统方法及系统

技术领域

[0001] 本发明属于信息安全隔离传输领域,具体为一种基于环形无锁队列的高速影像单向传输系统方法及系统,适用于在两个相互隔离的网络之间,进行无反馈链路的高速影像单向数据传输。

背景技术

[0002] 有保密需求的行业,如党政军保护国家秘密,企事业单位保护商业秘密或客户隐私,常见的安全手段是将涉密网络和公共网络(如互联网)之间进行物理隔离,在党政军口均有相关的管理规定,要求内部网络与互联网进行物理隔离,公安部推行的等级保护也对物理隔离有明确要求。物理隔离的定义是指两个网络之间不能有任何物理器件进行连接。
[0003] 近期,大数据计算、人工智能等技术蓬勃发展,底层网络基础设施的隔离,使得多网系数据汇聚成为这些技术应用的瓶颈,如何合规、自动的完成隔离网络间的数据传输成为大数据等技术应用落地的关键。目前在公安、军队等信息安全认证部对光盘摆渡机、二维码摆渡机等设备认可,颁发物理隔离传输设备的销售许可
[0004] 目前,市场现有的二维码摆渡机受限于单张二维码所能携带有效数据限制,要提高传输带宽只能加快每秒内变化的二维码数量来实现。通常的处理方式是开启多个线程,但是多线程操作共享资源需要加锁,而加锁后频繁的锁操作耗费系统资源,传输速度没有显著的提升,并不能达到提高传输速度的目的。

发明内容

[0005] 针对物理隔离网络之间的数据单向传输需求,需要解决在保持可靠性的前提下,能够提升传输速率,本发明提出了一种基于环形无锁队列的高速影像传输方法,解决影像传输速度过慢的问题。
[0006] 发送端创建环形无锁队列;接收来自外部的实时数据流,将数据内容编码为影像;
[0007] 推送模将影像写入到环形无锁队列中;展示模块从环形无锁队列中获取影像并在显示终端展示。
[0008] 接收端创建环形无锁队列;采集模块将影像添加到环形无锁队列中;解析模块从环形无锁队列中获取影像,解析影像;发送模块将解析后的影像数据根据配置转发到目标设备。
[0009] 上述技术方案具有如下有益效果:解决多线程因竞争共享资源读写权限导致低效问题,有效提高影像设备传输速度。利用了二进制的回环性,即使在使用过程中出现溢出时访问也不会出错,也能获取到正常的数据,在对可靠性传输没有特别要求的情况下可正常运行。环形无锁队列中存的是二维码数据的内存地址,这就使得环形无锁队列本身占用内存资源很少。附图说明
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011] 图1为本发明之方法流程图
[0012] 图2为本发明之系统实施例的结构框图
[0013] 图3为本发明之环形无锁队列入列过程图;
[0014] 图4为本发明之环形无锁队列出列过程图;

具体实施方式

[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0016] 如图1所示,为本发明实施例一种环形无锁队列的高速影像单向传输方法的流程图,所述方法包括:
[0017] 100发送端申请内存,创建环形无锁队列;
[0018] 101发送端实时接收数据流,并将其编码为影像;
[0019] 103影像推送模块将影像写入到环形无所队列;
[0020] 104影像展示模块从环形无锁队列中获取数据,并在终端展示;
[0021] 105接收端申请内存,创建环形无锁队列;
[0022] 106影像采集模块将采集到的影像写入到环形无锁队列;
[0023] 107影像解析模块从环形无锁队列中获取影像数据解析;
[0024] 108解析后的影像数据整合后根据配置转发到目标设备;
[0025] 如图2所示,为本发明又一实施例一种环形无锁队列的高速影像单向传输方法及系统结构框图,所述系统包括:
[0026] 21数据接收模块,在发送端中,将用于实时接收数据流;
[0027] 22环形无锁队列,在发送端中,将用于支持数据接收模块的写操作和影像推送模块的获取操作;
[0028] 23影像推送模块,在发送端中,将用于从环形无锁队列中获取影像数据,根据配置的显示模型重新编排影像数据,发送给显示模块显示;
[0029] 24显示模块,在发送端中,显示编排好的影像数据;
[0030] 接收端无任何信息通道向发送端反馈信息;
[0031] 25影像采集模块,在接收端中,对发送端显示模块所显示的影像写入到环形无锁队列;
[0032] 26环形无锁队列,在接收端中,用于支持影像采集模块的写入操作和数据解析模块的获取操作;
[0033] 27数据解析模块,在接收端中,从环形无锁队列中获取二维码并解析,对数据进行归并处理;
[0034] 28数据流转发模块,在接收端中,将归并处理后的数据按照发送端数据流编码模块编码的顺序,以及协议类型转发数据。
[0035] 如图3所示,为本发明又一实施例一种环形无锁队列的高速影像单向传输方法及系统之环形无锁队列入列过程图,所述系统包括:
[0036] 生产者预定生产数量,prod1预定成功后,更新prod_head表示其预定的生产结束位置
[0037] prod2从prod1预定的结束位置开始预定,同时也更新pro_head表示其预定的生产结束位置;
[0038] prod1和prod2同时进行生产;
[0039] prod1生产完成后,更新prod_tail到prod1预定的生产结束位置;
[0040] prod2生产完成后,更新prod_tail到prod2预定的生产结束位置。
[0041] 如图4所示,为本发明又一实施例一种环形无锁队列的高速影像单向传输方法及系统之环形无锁队列出列过程图,所述系统包括:
[0042] 消费者预定生产数量,cons1预定成功后,更新cons_head表示其预定的消费结束位置;
[0043] cons2从cons1预定的结束位置开始预定,同时也更新cons_head表示其预定的消费结束位置;
[0044] cons1和cons2同时进行生产;
[0045] cons1消费完成后,更新cons_tail到cons1预定的消费结束位置;
[0046] cons2消费完成后,更新cons_tail到cons2预定的消费结束位置。
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