一种网络适配器与高性能计算集群的服务器通信连接方法

技术领域

本发明属于通信连接技术领域，具体涉及一种网络适配器与高性能计算集群的服务器通信连接方法。

背景技术

网络适配器又称网卡或网络接口卡，它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等；

高性能计算集群，也被称为数据分析超级计算机，是一个由律商联讯风险解决方案发展的开放源代码数据密集型计算系统平台；

服务器是计算机的一种，它比普通计算机运行更快、负载更高、价格更贵。服务器在网络中为其它客户机(如PC机、智能手机、ATM等终端甚至是火车系统等大型设备)提供计算或者应用服务。服务器具有高速的CPU运算能力、长时间的可靠运行、强大的I/O外部数据吞吐能力以及更好的扩展性；

在网络使用的过程中需要对网络适配器和服务器进行通讯连接，实现对数据信息的的传输，然而市面上各种的连接方式仍存在各种各样的问题。

如授权公告号为CN108156240A所公开的一种工业适配器接入服务器的方法及系统，其虽然实现了工业适配器接入服务器的方法实现工业适配器与服务器的稳定连接及服务器的灵活配置及高效运行，工业适配器中预置有至少两个网关设备的IP地址，工业适配器可以从中选择出可用的目标网关设备请求可用的服务器IP地址，保障了连接的稳定与可靠性，其次，目标网关设备可以根据服务器集群中每个服务器的负载信息确定优选服务器，使得服务器集群的服务器资源得以灵活配置及高效的使用，但是并未解决现有适配器与服务器之间的连接数据加密强度不高，不能够有效的实现安全加密，并且无法实现多次握手，建立有效稳定的通讯连接和数据传输处理不够精密等的问题，为此我们提出一种网络适配器与高性能计算集群的服务器通信连接方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网络适配器与高性能计算集群的服务器通信连接方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种网络适配器与高性能计算集群的服务器通信连接方法，包括有以下方法步骤：

S1、安装和配置网络适配器：在主机中将若干网络适配器进行插接安装，并且实现对网络适配器进行配置和设置；

S2、对服务器进行配置处理：在控制面板中通过“添加或删除程序”窗口实现对服务器进行安装，然后对在对服务器进行配置；

S3、网络适配器与服务器之间建立网络连接：网络适配器根据预设的网关IP地址连接目标服务器，并发送网关IP地址请求，实现网络适配器与服务器之间的第一次握手；

S4、访问请求的连接和设定：当接收到向目标服务器发起的访问请求时，解析访问请求携带的请求参数信息，实现对参数信息进行存储，然后再次实现数据通讯访问的第二次握手；

S5、实现适配器和服务器之间的稳定通讯：在适配器对数据信息进行接收和上传的时候，通过防火墙与服务器通信连接，实现安全防护通信。

优选的，所述S1中的网络适配器还包括有网卡驱动程序和I/O技术，所述网卡驱动程序使所述网络适配器和网络操作系统兼容，实现PC机与网络的通信，所述I/O技术通过数据总线实现PC和网卡之间的通信，所述网络适配器网卡采用的是太网网卡。

优选的，所述S1中的网络适配器进行配置和设置的过程如下：

S101、首先进入到系统桌面上；

S102、然后进入到控制面板主页，选中管理工具，找到计算机管理；

S103、点击其中的设备管理器找到次选项中的网络适配器；

S104、点开网络适配器下方的网卡驱动，在上方选项栏中找到驱动成勋，然后选择更新驱动程序，完成对网络适配器的配置和驱动；

所述网络适配器与主机的连接网卡和主机通信，总线类型一般有ISA，EISA，MCA，VL和PCI。

优选的，所述S1中的网络适配器在使用的时候，对传输的数据信息和接收的数据信息进行加密和解密处理，且加密和解密的过程采用的是哈希算法，

所述哈希算法的计算公式如下；

address＝H[key]；

所述哈希算法的哈希冲突的解决算法包括有线性探查法、二次探查法和双重散列法；

线性探查法

hi＝(h(key)+i)％m，0≤i≤m-1；

即探查时从地址d开始，首先探查T[d]，然后依次探查T[d+1]，…，直到T[m-1]，此后又循环到T[0]，T[1]，…，直到探查到有空余地址或者到T[d-1]为止；

二次探查法

hi＝(h(key)+i*i)％m，0≤i≤m-1；

即探查时从地址d开始，首先探查T[d]，然后依次探查T[d+1^2]，T[d+2^2]，T[d+3^2]，…，等，直到探查到有空余地址或者到T[d-1]为止；

双重散列法

hi＝(h(key)+i*h1(key))％m，0≤i≤m-1；

即探查时从地址d开始，首先探查T[d]，然后依次探查T[d+h1(d)]，T[d+2*h1(d)]，…。

优选的，所述S3中的第一次握手是为了实现身份识别和验证，即向签名中心发送请求，签名中心回复签名信息，通过公钥解密数字签名，导出数字摘要，并对电子文件原文做哈希算法得出一个新的数字摘要，将摘要的哈希值与数字签名进行结果比较，相同签名得到验证，否则无效，并且所述服务器通过朴素贝叶斯算法进行识别，且所述朴素贝叶斯算法的公式如下：

其中B为数据的类别，A为数据的特征；

进一步公式为：

上述两式计算的概率为：

。

优选的，所述S2中的服务器的配置如下：

S201、对服务器进行申请账户，并且将路由器的IP地址转变为静态IP，便于进行服务器的连接；

S202、进入路由器管理界面填写动态DNS服务信息，填写申请的帐号和密码，开启ddns，显示连接成功；

S203、设置路由器DHCP服务器中的静态地址保留，mac地址与某一个IP地址绑定，IP地址将会是固定的某一内网IP地址；

S204、设置虚拟服务器和dmz主机，将自己的个人电脑暴露于外网；

S205、将端口和个人电脑实现映射，此处的端口，根据个人的不同需要将对应端口开启。

优选的，所述端口的开设用于实现与所述网络适配器进行映射连接，所述第二次握手用于协商通讯的加密算法和加密密钥，实现对所述服务器的IP地址进行配对，通过所述服务器的IP地址进行数据交互和访问信息发送。

优选的，所述网络适配器在进行传输和接收数据信息的时候包括有信道编码、信道解码、信道容量、信道带宽和信道监听，所述信道编码和所述信道解码对数据信息进行编码和解码处理，实现对数据的输出和输入传输，所述信道容量表示为单位时间内传输的二进制位的位数，所述信道带宽是限定允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，所述信道带宽的计算公式如：W＝f2-f1，其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率。

优选的，所述网络适配器在接收和传输数据信息的时候通过帧率检测进行检测帧率，所述帧率检测用于实现对传输的数据信息进行检测，且通过计数器计时1s，再计数1s内V的上升沿与下降沿的数目，所述计数器采用的是时钟检测，所述帧率检测中还包括有的比较器，通过所述比较器判定帧率的数值，当所述比较器比对的帧率数值较低的时候，通过模式转换器进行调节通讯模式。

优选的，所述网络适配器中包括有用于实现对数据信息进行接收的数据获取电路、用于实现对数据信息进行转换的数据转换电路、用于实现对数据信息进行放大处理的数据增益电路和用于实现对数据信息进行除杂处理的数据滤波电路；

所述数据滤波电路采用的是二阶IIR低通滤波或者是五阶FIR低通滤波；

所述二阶IIR低通滤波的计算公式如下：

y(n)为输出数据，x

所述五阶FIR低通滤波的计算公式如下：

x

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在使用的时候，通过第一次握手和第二次握手实现对适配器和服务器之间的通讯连接进行较为安全的连接，并且在每一次的握手连接的时候，都需要进行信息的识别，提高安全性，并且实现对加密和解密的方式进行交换，实现安全性的数据信息的传输，且第一次握手的时候，实现对双方进行识别，并且签名识别的时候，以及是通过加密进行传输，相比较与现有的技术方案来说，能够有效的提高安全性，并且网络适配器在在进行数据传输的时候，能够有效的进行滤波处理提高数据传输的精准度，以及通过信道编码、信道解码、信道容量、信道带宽、信道监听和帧率检测实现对数据信息和信道进行监控处理，进一步的提高安全性和数据的稳定传输性。

附图说明

图1为本发明的步骤流程示意图；

图2为本发明的网络适配器的配置和设置流程示意图；

图3为本发明的服务器的配置和设置流程示意图。

具体实施方式

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。

请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种网络适配器与高性能计算集群的服务器通信连接方法，包括有以下方法步骤：

S1、安装和配置网络适配器：在主机中将若干网络适配器进行插接安装，并且实现对网络适配器进行配置和设置；

S2、对服务器进行配置处理：在控制面板中通过“添加或删除程序”窗口实现对服务器进行安装，然后对在对服务器进行配置；

S3、网络适配器与服务器之间建立网络连接：网络适配器根据预设的网关IP地址连接目标服务器，并发送网关IP地址请求，实现网络适配器与服务器之间的第一次握手；

S4、访问请求的连接和设定：当接收到向目标服务器发起的访问请求时，解析访问请求携带的请求参数信息，实现对参数信息进行存储，然后再次实现数据通讯访问的第二次握手；

S5、实现适配器和服务器之间的稳定通讯：在适配器对数据信息进行接收和上传的时候，通过防火墙与服务器通信连接，实现安全防护通信。

为了实现对网络适配器进行驱动和连接，本实施例中，优选的，所述S1中的网络适配器还包括有网卡驱动程序和I/O技术，所述网卡驱动程序使所述网络适配器和网络操作系统兼容，实现PC机与网络的通信，所述I/O技术通过数据总线实现PC和网卡之间的通信，所述网络适配器网卡采用的是太网网卡。

为了实现对网络适配器进行配置和设置，本实施例中，优选的，所述S1中的网络适配器进行配置和设置的过程如下：

S101、首先进入到系统桌面上；

S102、然后进入到控制面板主页，选中管理工具，找到计算机管理；

S103、点击其中的设备管理器找到次选项中的网络适配器；

S104、点开网络适配器下方的网卡驱动，在上方选项栏中找到驱动成勋，然后选择更新驱动程序，完成对网络适配器的配置和驱动；

所述网络适配器与主机的连接网卡和主机通信，总线类型一般有ISA，EISA，MCA，VL和PCI。

为了实现对传输的数据信息进行加密和解密处理，本实施例中，优选的，所述S1中的网络适配器在使用的时候，对传输的数据信息和接收的数据信息进行加密和解密处理，且加密和解密的过程采用的是哈希算法，

所述哈希算法的计算公式如下；

address＝H[key]；

所述哈希算法的哈希冲突的解决算法包括有线性探查法、二次探查法和双重散列法；

线性探查法

hi＝(h(key)+i)％m，0≤i≤m-1；

即探查时从地址d开始，首先探查T[d]，然后依次探查T[d+1]，…，直到T[m-1]，此后又循环到T[0]，T[1]，…，直到探查到有空余地址或者到T[d-1]为止；

二次探查法

hi＝(h(key)+i*i)％m，0≤i≤m-1；

即探查时从地址d开始，首先探查T[d]，然后依次探查T[d+1^2]，T[d+2^2]，T[d+3^2]，…，等，直到探查到有空余地址或者到T[d-1]为止；

双重散列法

hi＝(h(key)+i*h1(key))％m，0≤i≤m-1；

即探查时从地址d开始，首先探查T[d]，然后依次探查T[d+h1(d)]，T[d+2*h1(d)]，…。

为了实现对第一次握手进行连接，并且实现安全性连接，交互网络适配器和服务器之间的信息，本实施例中，优选的，所述S3中的第一次握手是为了实现身份识别和验证，即向签名中心发送请求，签名中心回复签名信息，通过公钥解密数字签名，导出数字摘要，并对电子文件原文做哈希算法得出一个新的数字摘要，将摘要的哈希值与数字签名进行结果比较，相同签名得到验证，否则无效，并且所述服务器通过朴素贝叶斯算法进行识别，且所述朴素贝叶斯算法的公式如下：

其中B为数据的类别，A为数据的特征；

进一步公式为：

上述两式计算的概率为：

。

为了实现对服务器进行配置，本实施例中，优选的，所述S2中的服务器的配置如下：

S201、对服务器进行申请账户，并且将路由器的IP地址转变为静态IP，便于进行服务器的连接；

S202、进入路由器管理界面填写动态DNS服务信息，填写申请的帐号和密码，开启ddns，显示连接成功；

S203、设置路由器DHCP服务器中的静态地址保留，mac地址与某一个IP地址绑定，IP地址将会是固定的某一内网IP地址；

S204、设置虚拟服务器和dmz主机，将自己的个人电脑暴露于外网；

S205、将端口和个人电脑实现映射，此处的端口，根据个人的不同需要将对应端口开启。

为了实现对服务器的端口和网络适配器进行连接，实现端口的匹配，本实施例中，优选的，所述端口的开设用于实现与所述网络适配器进行映射连接，所述第二次握手用于协商通讯的加密算法和加密密钥，实现对所述服务器的IP地址进行配对，通过所述服务器的IP地址进行数据交互和访问信息发送。

为了实现对网络适配器的传输信道进行监控处理，本实施例中，优选的，所述网络适配器在进行传输和接收数据信息的时候包括有信道编码、信道解码、信道容量、信道带宽和信道监听，所述信道编码和所述信道解码对数据信息进行编码和解码处理，实现对数据的输出和输入传输，所述信道容量表示为单位时间内传输的二进制位的位数，所述信道带宽是限定允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，所述信道带宽的计算公式如：W＝f2-f1，其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率。

为了实现对数据传输的帧率进行检测，保持帧率的稳定性，本实施例中，优选的，所述网络适配器在接收和传输数据信息的时候通过帧率检测进行检测帧率，所述帧率检测用于实现对传输的数据信息进行检测，且通过计数器计时1s，再计数1s内V的上升沿与下降沿的数目，所述计数器采用的是时钟检测，所述帧率检测中还包括有的比较器，通过所述比较器判定帧率的数值，当所述比较器比对的帧率数值较低的时候，通过模式转换器进行调节通讯模式。

为了实现对网络适配器的数据传输进行滤波处理，提高数据信息的精准度，本实施例中，优选的，所述网络适配器中包括有用于实现对数据信息进行接收的数据获取电路、用于实现对数据信息进行转换的数据转换电路、用于实现对数据信息进行放大处理的数据增益电路和用于实现对数据信息进行除杂处理的数据滤波电路；

所述数据滤波电路采用的是二阶IIR低通滤波或者是五阶FIR低通滤波；

所述二阶IIR低通滤波的计算公式如下：

y(n)为输出数据，x

所述五阶FIR低通滤波的计算公式如下：

x

本发明的工作原理及使用流程：

S1、安装和配置网络适配器：在主机中将若干网络适配器进行插接安装，并且实现对网络适配器进行配置和设置，网络适配器还包括有网卡驱动程序和I/O技术，网络适配器在进行传输和接收数据信息的时候包括有信道编码、信道解码、信道容量、信道带宽和信道监听，所述信道编码和所述信道解码对数据信息进行编码和解码处理，实现对数据的输出和输入传输，所述信道容量表示为单位时间内传输的二进制位的位数，所述信道带宽是限定允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，所述信道带宽的计算公式如：W＝f2-f1，其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率，所述网络适配器在接收和传输数据信息的时候通过帧率检测进行检测帧率，所述帧率检测用于实现对传输的数据信息进行检测，且通过计数器计时1s，再计数1s内V的上升沿与下降沿的数目，所述计数器采用的是时钟检测，所述帧率检测中还包括有的比较器，通过所述比较器判定帧率的数值，当所述比较器比对的帧率数值较低的时候，通过模式转换器进行调节通讯模式；

S2、对服务器进行配置处理：在控制面板中通过“添加或删除程序”窗口实现对服务器进行安装，然后对在对服务器进行配置，；

S3、网络适配器与服务器之间建立网络连接：网络适配器根据预设的网关IP地址连接目标服务器，并发送网关IP地址请求，实现网络适配器与服务器之间的第一次握手，第一次握手是为了实现身份识别和验证，即向签名中心发送请求，签名中心回复签名信息，通过公钥解密数字签名，导出数字摘要，并对电子文件原文做哈希算法得出一个新的数字摘要，将摘要的哈希值与数字签名进行结果比较，相同签名得到验证，否则无效，并且所述服务器通过朴素贝叶斯算法进行识别；

S4、访问请求的连接和设定：当接收到向目标服务器发起的访问请求时，解析访问请求携带的请求参数信息，实现对参数信息进行存储，然后再次实现数据通讯访问的第二次握手，端口的开设用于实现与所述网络适配器进行映射连接，所述第二次握手用于协商通讯的加密算法和加密密钥，实现对所述服务器的IP地址进行配对，通过所述服务器的IP地址进行数据交互和访问信息发送，网络适配器在使用的时候，对传输的数据信息和接收的数据信息进行加密和解密处理，且加密和解密的过程采用的是哈希算法；

S5、实现适配器和服务器之间的稳定通讯：在适配器对数据信息进行接收和上传的时候，通过防火墙与服务器通信连接，实现安全防护通信，网络适配器中包括有用于实现对数据信息进行接收的数据获取电路、用于实现对数据信息进行转换的数据转换电路、用于实现对数据信息进行放大处理的数据增益电路和用于实现对数据信息进行除杂处理的数据滤波电路。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。