多通道10G网络安全设备的设计与实现
网络安全与数据治理
王硕1，胡现刚2，杨欢1，黄毅龙1，姬胜凯1
1.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所； 2.南部战区海军参谋部
摘要： 针对数据中心服务器间数据安全传输需求，提出一种多通道10G网络安全设备设计方案。此方案以国产高性能FPGA和CPU为核心，通过双向认证协商方式建立VPN通道，基于IPSec VPN技术实现10路10G业务数据保护服务。搭建测试环境对样机进行测试验证，测试结果表明，1 400 B包长下，每个通道可完成不小于9.4 Gb/s吞吐率的IPSec安全传输。
中圖分類號：TN918.4；TP309文獻標識碼：ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2024.10.002
引用格式：王碩，胡現剛，楊歡，等.多通道10G網絡安全設備的設計與實現［J］.網絡安全與數據治理，2024，43（10）：7-13，35.
引用格式：王碩，胡現剛，楊歡，等.多通道10G網絡安全設備的設計與實現［J］.網絡安全與數據治理，2024，43（10）：7-13，35.
Design and implementation of multi-channel 10G network security device
Wang Shuo1，Hu Xian′gang2，Yang Huan1，Huang Yilong1，Ji Shengkai1
1.The 6th Research Institute of China Electronics Corporation；2.Naval Staff Department of the Southern Theater Command
Abstract： A design scheme of multi-channel 10G network security device is proposed to meet the demand for secure data transmission between severs in a data center.Using domestic high-performance FPGA and CPU,this solution establishes a VPN channel through bidirectional authentication and negotiation,and implements 10-channel 10G business data protection services based on IPSec VPN technology.A test environment was built to test and verify the prototype. The results show that under a packet length of 1 400 B, each channel can achieve IPSec transmission with a throughput rate of no less than 9.4 Gb/s.
Key words : network security;IPSec; multi-channel;10G
引言
針對數據中心服務器間數據安全傳輸的需求，亟需研制多通道10G網絡安全設備，通過IP加密技術構建VPN來動態構建和劃分安全域，為服務器提供網絡層數據傳輸保護服務。
由于軟件方式實現的IPSec協議大大增加了網關的負載，成為網絡的瓶頸［1］，本文提出了一種基于CPU+FPGA的架構方案，采用2U機箱平臺加模塊結構，模塊間松耦合，模塊自身功能高度內聚，降低開發調試復雜度，同時提高設備可靠性。
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作者信息：
王碩1，胡現剛2，楊歡1，黃毅龍1，姬勝凱1
（1.中國電子信息產業集團有限公司第六研究所，北京100083；
2.南部戰區海軍參謀部，廣東湛江524000）
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