基于中臺架構的內生性數據安全交互系統設計

王逸兮，廖榮濤，葉宇軒

（國網湖北省電力有限公司信息通信公司，湖北武漢 430077）

中臺的應用目的在于低成本、高速率地提升企業創新能力，始終以構建企業共享服務作為實踐核心[1-2]。就現有發展情況來看，“前臺”主機能夠獨立應對各類型一線業務，能夠較為敏捷地適應市場需求，而“中臺”則可將企業產品技術能力與數字運營能力轉化為強有力的業務支撐體系。

隨著中臺架構復雜性程度的增大，交互式傳輸協議的實效性能力會出現不斷下降的變化趨勢。為解決此問題，消息隊列型交換系統利用FPGA 控制主機，記錄內生性數據的實際傳輸需求，再借助USB端口，建立必要的信息交互傳輸通道。然而此系統所存儲的內生性數據在中臺間的交互效率過低，易導致協議交互性水平的持續下降。為避免上述情況的發生，設計了基于中臺架構的內生性數據安全交互系統，在CAN 中臺總線控制器的支持下，連接必要的交互式協議棧，再聯合寄存器處理模塊，實現對內生性數據交互格式的轉換處理。

1 系統硬件設計

基于中臺架構內生性數據安全交互系統的硬件執行環境由CAN 中臺總線控制器、寄存器處理模塊、內生處理器交互控制模塊三部分共同組成，具體搭建方法如下。

1.1 CAN中臺總線控制器

CAN 中臺總線控制器是內生性數據安全交互系統的核心硬件執行結構，可在CAN 總線的作用下，將出入口節點調試成統一的連接形式，再借助CAN適配器，建立內生性節點與中臺上機位之間的實用連接關系[3]。交互式傳感器位于CAN 中臺總線控制器末端，可聯合兩類內生性節點，對待處理數據進行整合與處理，再在感知到交互傳輸信號后，將這些已存儲信息參量釋放于空白的系統信道結構體之中，以此來使中臺架構始終保持相對空閑的存在狀態，一方面抑制內生性數據的混亂傳輸行為，另一方面控制交互式傳輸協議對中臺主機造成的阻礙性影響強度[4-5]。圖1 為CAN 中臺總線控制器結構圖。

圖1 CAN中臺總線控制器結構圖

1.2 寄存器處理模塊

CAN 中臺總線控制器通過配置寄存器處理模塊的方式，實現對內生性數據傳輸行為的有效調節，再借助內生處理器交互控制模塊，達到控制中臺架構體系的操作目的。一般情況下，寄存器處理模塊具備工作模式、復位模式兩種連接形態，前者能夠較好地鑒別中臺架構現階段所執行的發送識別碼，并可遵照交互式傳輸協議的實際應用需求，對內生性數據進行驅逐或聚合處理；后者主要面對中臺架構中的驗收代碼，在不考慮其他干擾條件的情況下，只有在總線定時結果保持為“1”時，寄存器處理模塊才能在內生性數據集群中，占據相對較為良好的交互地址分配權限[6-7]。表1 為寄存器地址分配情況。

表1 寄存器地址的分配

1.3 內生處理器交互控制模塊

內生處理器交互控制模塊在系統寄存器處理模塊的作用下，滿足CAN 中臺總線協議的實際傳輸需求，并可在借助交互式連接協議棧的同時，實現對數據安全映射關系的精準定義[8-9]。簡單來說，內生處理器交互控制模塊具備較強的信息采樣與發送能力，可為系統核心處理主機提供一定強度的報文傳輸流量，一方面將中臺架構體系調試至相對較為完善的連接模式，另一方面也可完成對內生性數據連接行為的更改與調試[10-11]。由于交互控制環節的存在，中臺架構中暫存的內生性數據可直接傳輸至CAN 中臺總線控制器、寄存器處理模塊等多個應用結構體之中，并可在不違背交互式連接協議棧執行需求的基礎上，分辨現有數據安全映射關系是否能夠與系統的實際應用能力相匹配。圖2 為內生處理器交互控制模塊結構圖。

圖2 內生處理器交互控制模塊結構圖

2 系統軟件設計

在系統硬件執行環境的支持下，按照交互式協議棧連接、數據安全映射關系定義、交互格式轉換的處理流程，完成系統的軟件執行環境搭建，兩相結合，實現基于中臺架構內生性數據安全交互系統的順利應用。

2.1 交互式連接協議棧

交互式連接協議棧可影響中臺架構環境中的內生性數據傳輸行為，并可在CAN 總線控制器、寄存器處理模塊等多個硬件執行結構的作用下，實現對系統調試作用能力的規劃與分配[12]。常見的交互式連接協議棧包含IPX/SPX、TCP/IP、NetBEUI、RS-232-C 4 種應用形式。其中，IPX/SPX 協議棧具有強大的路由功能，可將中臺架構中暫存的內生性數據轉存至其他系統應用平臺體系之中。TCP/IP 協議棧的操作靈活性最強，可直接作用于中臺架構中的數據安全交互處理結構，并可將待傳輸內生性數據轉化成既定存儲格式[13]。詳細的交互式協議棧連接原理如表2所示。

表2 交互式協議棧連接原理

2.2 數據安全映射關系定義

在信息傳輸格式保持不變的情況下，待處理內生性數據的存儲數值量越大，最終所建立的安全性映射關系也就越復雜，反之則越簡單。在不考慮其他干擾條件的情況下，安全映射關系定義結果同時受到內生性數據輸出量、平臺交互處理時間兩項物理指標的直接影響[14-15]。內生性數據輸出量可表示為β，隨中臺架構運行時間的延長，該項物理量基本保持不斷上升的數值變化趨勢，但由于交互式連接協議棧的存在，該項物理量的最大值始終不會超過內生處理器主機所能承載的最大信息輸出條件。平臺交互處理時間可表示為Δt，一般情況下，該項物理量的數值結果越大，最終定義所得的數據安全映射關系也就越完善。聯立上述物理量，可將內生性數據的安全映射關系定義為：

式中，Ln代表與中臺架構匹配的最大交互信息輸入條件，g代表交互式連接協議棧的安全化作用系數，p代表中臺架構體系內的內生性數據輸出調度系數。

2.3 交互格式轉換

一般情況下，轉換前數據格式保持為逆向連接的傳輸形式，隨著中臺架構作用能力的增強，該類型數據的傳輸范圍相對較為局限，很難實現對內生性數據交互效率的穩定提升[16]。為解決此問題，將數據格式轉化為順向連接的傳輸形式，且由于數據信息之間的安全映射關系始終保持不變，處于該格式的內生性數據能夠在系統環境中較好傳輸，從而實現對信息交互效率值的穩定提升。設I代表轉換前的內生性數據交互定義系數，f代表轉換后的內生性數據交互定義系數，聯立式（1），可將中臺架構體系的數據交互格式轉換公式定義為：

3 對比實驗分析

為驗證基于中臺架構內生性數據安全交互系統的實際應用價值，設計如下對比實驗。搭建如圖3所示的數據交互處理平臺，分別將實驗組控制主機、對照組控制主機與平臺網關設備相連，其中實驗組控制主機搭載基于中臺架構內生性數據安全交互系統，對照組控制主機搭載消息隊列型交換系統。

圖3 數據交互處理平臺

SIR 指標能夠反映安全交互系統傳輸協議的實際利用效率，一般情況下，SIR 指標數值越大，安全交互系統傳輸協議的實際利用效率也就越高，反之則越低。表3 記錄了實驗組、對照組SIR 指標數值的具體變化情況。

表3 SIR指標數值對比表

分析表3 可知，隨著實驗時間的延長，實驗組SIR 指標保持先上升、再穩定的數值變化趨勢，整個實驗過程中的最大數值結果達到了71.0%。對照組SIR 指標則始終保持下降與上升交替出現的數值變化趨勢，整個實驗過程中的最大數值結果僅能達到54.8%，與實驗組極值相比，下降了16.2%。綜上可知，應用基于中臺架構內生性數據安全交互系統后，SIR 指標數值得到了提升，能夠滿足提升安全交互系統傳輸協議利用效率的實際應用需求。

內生性數據從一個中臺節點跳轉至另一個中臺節點所需的傳輸時間，也能夠描述安全交互系統傳輸協議的實際利用效率，一般情況下，傳輸時間越短，安全交互系統傳輸協議的實際利用效率也就越高，反之則越低。具體實驗數值對比情況如表4所示。

表4 內生性數據跳轉傳輸時間對比表

分析表4 可知，隨著內生性數據總量的增大，實驗組跳轉傳輸時間始終保持穩定性上升的數值變化趨勢，整個實驗過程中的最大數值結果僅能達到2.6 ms。對照組跳轉傳輸時間也始終保持不斷上升的數值變化趨勢，且實驗后期的數值上升幅度明顯高于實驗前期，整個實驗過程中的最大數值結果達到了5.9 ms，與實驗組極值相比，上升了3.3 ms。綜上可知，應用基于中臺架構內生性數據安全交互系統后，內生性數據從一個中臺節點跳轉至另一個中臺節點所需的傳輸時長得到了有效控制，能夠較好促進安全交互系統傳輸協議實際利用效率的提升。

4 結束語

在CAN 中臺總線控制器的作用下，寄存器處理模塊、內生處理器交互控制模塊的實際應用能力得到最大化激發，不僅能夠實現對交互式協議棧的連接，也可較好轉換交互數據的現有存儲格式。從實用性角度來看，基于中臺架構內生性數據安全交互系統可在提升SIR 指標數值的同時，縮短內生性數據從一個中臺節點跳轉至另一個中臺節點所需的傳輸時長，具備較強的實際應用價值。