基于TCP/IP漏洞的航天测控通信网安全防护

航天测控通信网自建成以来,整体运行较为稳定,但在网络安全方面也暴露出了一些问题,为研究和解决目前航天测控通信网中存在的网络安全问题,在分析TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/互联网协议)分层协议基本原理的基础上,研究了IP网数据链路层、网络层和传输层的协议漏洞及常见攻击方法,详细介绍了当前航天测控通信网的网络安全部署情况,根据网络现状分别对航天测控通信网上数据链路层、网络层和传输层存在的安全问题进行了纵向分析,针对分析出的各类安全问题,进一步给出了有效的防御措施和防护方法。最后,探讨提出了一套航天测控通信网配置维护管理系统的设计方案,通过建立设备配置信息库、检查信息记录库及网络故障库等,实现了对航天测控通信网安全稳定运行的有效管理。     

PTDN技术在航天测控通信网的应用研究

针对我国航天测控通信网采用TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/互联网协议)导致的协议无法自主可控、服务质量难以保障以及网络资源难以精细化管理等问题,分析了国际上通信网络技术的现状及发展趋势,在介绍PTDN(Packet Telecommunication Data Network,分组通信数据网)技术的基础上,进行了PTDN技术在航天测控通信网中的适用性分析,给出了协议应用带来的效果改善以及存在的不足。随后,结合PTDN技术的未来发展情况,提出了该技术在航天测控通信网中的应用部署策略。最后,搭建实验环境对航天测控通信网采用PTDN技术的效果进行了实验测试,结果表明PTDN技术可有效支持除组播传输以外的其他业务应用。     

欧空局OPSNET通信网新进展

为了支持我国航天测控通信网的IP(互联网协议)化以及未来发展,对欧空局的航天任务操作通信网OPSNET(操作支持通信网)的新进展进行了研究。首先回顾了OPSNET网络发展历程中的里程碑事件(完成网络IP化,调整网络拓扑结构,通过载荷分担模式超越网络链路的带宽极限),之后介绍了该网络面临的高数据速率挑战及多个备选解决方案,详细介绍了最终选用的基于MPLS(多协议标签交换)技术的网络设计。OPSNET网络向MPLS迁移的方案经实验室环境验证后分步实施,经多个层面的验证及实际运行证明,采用MPLS技术后,以较低的成本实现了很好的网络性能。未来OPSNET将以此为基础部署更多的MPLS链路,并可能增加加密业务。OPSNET通信网的新进展值得我们关注和借鉴。     

基于Linux军用TCP/IP协议栈设计与实现

提出一种在嵌入式Linux操作系统上运行TCP/IP协议的解决方案。介绍了Linux内核,在此基础上结合嵌入式系统特点,对TCP/IP协议栈进行简化,提出总协议栈的体设计。根据军用通讯要求着重讨论了网络协议的安全问题,参考现在通用的网络安全模式PGP,对TCP/IP协议栈进行修改,主要是在应用层中加入了加密、认证以及密钥分配过程。加密过程采用DES和RSA组合算法,保证其安全性、可行性以及时效性。     

Ⅹ.DAMA系统实现局域网互联及INTERNET接入的分析与研究

简要介绍卫星信道上采用TCP/IP协议的特点和存在的问题,重点分析研究STM公司的X.DAMA系统支持TCP/IP协议的实现方案,X.DAMA协议的主要内容,实现局域网互联和INTERNET接入的方法,以及路由分析和配置方法。     

网络安全体系分析

阐明了网络安全体系是一个保证网络安全的体系结构,涉及到法律、技术、管理等方面;从 TCP/IP 协议体系角度对网络安全存在的问题入手分析,并对目前采用的安全策略及安全技术进行了剖析。     

IP网络设备典型故障分析及其对策

针对IP网络设备在使用过程中产生的广播风暴、传输数据丢包、MP-group(Multilink-group,复用链路组)接口链路层运行PPP(Point to Point Protocol,点对点协议)异常等问题,结合华为S9300交换机设备、NE40E路由器设备的工作原理,对策略路由机理、STP(Spanning Tree Protocol生成树协议)、广播数据帧复制过程进行了研究和分析。并通过分析问题产生的机理,发现了目前网络数据配置存在的不足,提出了在核心层交换机上配置流过滤策略等应对措施和快速处理故障的方法,对系统进行了完善与改进,并优化了相关领域的应用,为维护人员在任务中迅速、合理地实施应急处置提供了参考。     

基于IP over CCSDS的空间通信网络天地一体化研究

为实现构建天地间端到端通信网络一体化,通过分析研究CCSDS建议,明确基于IP over CCSDS的航天测控通信网络天地一体化概念,分析和选择相关的数据交换协议,构建适合多地址航天器接入地面网络的端到端通信网络协议栈模型,并提出基于CCSDS的IP数据报传输方法。     

TCP/IP网络技术在航天测控领域中的应用研究

本文根据TCP/IP网络技术特点,探讨航天测控领域中使用计算机网络技术完成计算机与测控设备实时信息交换的可能性,将网络计算机体制与以前的集中计算机体制进行了比较;本文针对航天测控领域中的实际应用,对使用TCP/IP网络技术遇到的问题及其解决方法作了较深入的分析,并对网络技术在航天测控领域中的应用前景提出了看法。     

基于MSDP组播域间通信的实现

航天测控网正在由以前的专用简化HDLC协议向IP协议转换,甲中心与乙中心的联接方式完全采用IP协议。在甲中心与乙中心的联接过程中,遇到了组播无法通信的问题。本文针对组播域间通信方式的实现机理进行了研究,并采用MSDP技术实现了甲中心与乙中心间的可靠通信,为航天测控系统首次采用IP技术实现中心间的互联进行了成功尝试。     

具有相依特性的航天测控网稳定性分析

随着信息技术的不断提升,航天测控网各系统中的耦合和依赖变得越来越强烈。针对这种具有相依特性的测控网络的稳定性问题,提出借助于相依网络的分析方法,根据信息在测控网中所起的作用,对航天测控网相依特性进行分析、研究,特别是相依网络的级联失效过程进行稳定性分析。将航天测控网划分为具有相依特性的数据信息和控制信息,通过针对单侧网络进行蓄意攻击,研究不同控制信息模式下航天测控系统的稳定性,提出构建稳定、高效的测控网的方法。仿真结果表明,在数据信息遭受攻击时,合理规划控制信息形态并减小控制信息规模,能够有效保障航天测控系统的稳定性。     

空间网络技术发展分析与建议

针对空间数据传输与交互支持问题,介绍了CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会)、IOAG/IOP(Interagency Operations Advisory Group/InterOperability Plenary,机构间操作指导组/机构间互操作大会),以及IETF/IRTF (Internet Engineering Task Force/Internet Research Task Force,互联网工程任务组/互联网研究任务组)在空间网络体系架构方面的研究进展,分析了IETF和CCSDS针对空间网络环境所发布的最新网络层协议和传输层协议.研究结果表明,IP(Internet Protocol,互联网协议)和DTN(Delay Tolerant Networking,容延迟网络)是空间网络协议体系的2个发展方向,而空间网络技术则呈现出3个清晰的发展趋势,现阶段需要重点关注路由、服务质量保证和数据流传输这3个方面的技术问题.     

基于冗余连接机制的SLE网络协议体系模型

CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会)SLE(Space Link Extension,空间链路拓展)网络协议体系模型中,一个服务实例只支持建立一个物理通信链路,造成上层应用与下层链路耦合过强,存在一定的安全隐患。针对此问题,设计了基于冗余连接机制的SLE网络协议体系模型,该模型在现有的SLE网络协议体系模型中增加了逻辑连接层,支持单一服务实例同时使用多个物理链路进行空间数据传输,可根据多连接状态重新设计TML(Transport Mapping Layer,传输映射层)状态变换关系以及数据传输模式。该模型能够兼容现有的SLE网络传输体系模型,提高SLE服务的可靠性。     

无线传感器网络的异构性研究

随着无线通信技术和微电子技术的快速发展,低成本、高度集成和自组织的无线传感器网络将会逐渐普及.首先总结归纳了无线传感器网络异构性的几种表现形式,如计算能力异构性、节点能量异构性、链路异构性及网络协议异构性,然后介绍了异构无线传感器网络层次网络体系结构和两种适用于无线传感器网络的标准.最后对无线传感器网络的安全问题进行简单探讨.     

宽波束中继技术在空间站任务中的应用研究

针对航天器现有窄波束中继终端天线在姿态快速变化及姿态异常条件下提供测控支持的局限性,提出了利用宽波束中继技术提供测控通信支持的方案。基于宽波束中继天线性能、天地链路性能对测控通信支持的影响分析,提出了改善链路性能的优化方案。结合空间站任务载人航天器各阶段测控通信支持的特点,分析了宽波束中继在入轨段、长期运行段和返回段的应用。分析结果表明:宽波束中继可为载人航天器从海南发射场发射时的入轨提供测控支持,也可为载人飞船返回提供测控支持。     

Using open networking standards over MIL-STD-1553 networks

Over the past several decades, the MIL-STD-1553 networking technology has found use in a number of military and aerospace platforms, including applications on aircraft, ships, tanks, missiles, satellites, and even the International Space Station. In developing software applications for these platforms, the use of modern, open networking standards such as TCP/IP is often preferable. The Internet Protocol (IP) provides communications routing, and the Transmission Control Protocol (TCP) provides reliable delivery to the application level. Furthermore, higher-level protocols such as the HyperText Transfer Protocol (HTTP), the File Transfer Protocol (FTP), etc. can be utilized in a TCP/IP environment. Though these open communications standards are preferable for many situations, the MIL-STD-1553B standard does not immediately lend itself to TCP/IP communications. One of the reasons for this is the fundamental difference between the MIL-STD-1553B networking standard, which relies on a bus controller to control communications and other data link layer networking protocols such as IEEE 8023 (Ethernet) which are Carrier Sense Multiple Access (CSMA) networks, and are thus decentralized. Despite differences in MIL-STD-1553B networking and more traditional data link layer networking protocols, there is nothing fundamentally preventing IP communication over a 1553 network. We have implemented a method of encapsulating IP datagrams within MDL-STD-1553B data messages that allows for transparent use of Internet Protocol (IP) APIs at the application level. Our system allows traditional 1553 messages to also be transported over the network, and even allows traditional messages to take a higher transmission priority over IP traffic. We analyze the advantages of such a system and the performance level we achieved with our implementation of this concept.     

基于网络编码的空间DTN LTP协议改进

随着空间通信技术与应用的不断发展,空间DTN (Delay Tolerant Network,容延迟网络)中节点之间数据传输的重要性日益明显。针对空间DTN的可靠信息传输需求,首先介绍了空间DTN的特点及信息传输协议体系,并对LTP (Licklider Transmission Protocol,立克里德传输协议) 进行了重点分析。然后针对空间DTN中LTP协议的缺点和不足,研究提出了基于网络编码的空间DTNLTP传输协议改进策略——NC-LTP协议,并通过数学仿真对算法性能进行了分析评估。仿真结果表明,相比于LTP协议,NC-LTP协议在不同信道传输时延、不同丢包率等条件下的适应性方面表现出较大的优势,因此NC-LTP协议更适用于具有高动态特性、高信道误码率、带宽受限的空间DTN环境。     

地基测控网健康状态评估方法

为从整体上掌握地基测控网的健康状态,针对地基测控网的特点构建了地基测控网健康状态评估模型,提出通过实测指标数据和指标标准值之间的差额评价指标项,分析控制中心、测控节点和通信链路3个模块影响地基测控网健康状态的指标项,利用层次分析法确定评估模型中各指标项的权重,根据测控网运行要求给出各指标项的标准值,并基于2015年S频段地基测控网和在轨航天器实际,对S频段地基测控网的健康状态进行了评估,评估结果为2015年S频段地基测控网健康指数为88.32%,健康等级为良。该结果表明,提出的评价方法可直观地判断地基测控网的健康状态水平,可在测控网运行管理中得到应用。