物理隔离下的 “安全摆渡”，深网科技带你一分钟看懂网闸工作原理

网闸（GAP，Gateway between Air and Packet），全称为 “安全隔离与信息交换系统”，是一种用于实现不同安全级别网络（如内网与外网、办公网与业务网）之间物理隔离，同时满足合规信息有限交换的专用安全设备。其核心是通过 “断开直接连接 + 分时 / 分通道交换数据” 的机制，解决传统防火墙 “逻辑隔离” 无法抵御高级别攻击（如 APT、0day 漏洞）的问题。

一、网闸的核心设计理念：物理隔离与受控交换

传统网络设备（如路由器、防火墙）的本质是 “逻辑隔离”—— 不同网络通过设备内部的持续连接通道通信，仅通过规则过滤数据包。而网闸的核心是物理隔离：在任何时刻，两个网络之间都不存在 “实时、双向的直接连接”，数据交换必须经过 “拆包 - 缓存 - 验证 - 重组” 的受控流程，彻底切断攻击链路（如 TCP 连接劫持、隐蔽通道攻击）。

简单类比：

防火墙 =“带安检的双向门”：门始终存在，人员（数据）按规则安检后直接通行；

网闸 =“带消毒舱的摆渡车”：两门（内外网）不同时开，人员（数据）先进入中间消毒舱（缓存区），彻底检查后再由摆渡车送向另一侧，两门无直接通道。

二、网闸的经典工作原理：“三模块 + 两步交换”

主流网闸采用 “内外网处理模块 + 中间隔离模块” 的三模块架构，通过 “分时切换” 或 “数据摆渡” 实现数据交换，核心流程可分为两步：

1. 架构组成（三模块）

2. 数据交换流程（以 “外网→内网” 为例）

网闸的数据交换是 “单向、分时、无连接” 的，具体步骤如下：

第一步：外网数据接收与净化（外网模块）

外网客户端发送数据（如文件、数据库查询结果），外网处理模块首先阻断其与内网的直接 TCP/IP 连接；

模块对数据进行 “深度解析”：拆解 TCP/IP 协议栈（从应用层到链路层），提取原始数据内容（如文件正文、数据库字段）；

执行安全校验：包括病毒 / 恶意代码查杀（基于特征库 + 行为分析）、敏感信息过滤（如身份证号、涉密关键词）、文件格式验证（防止伪装成合法格式的恶意文件）。

若校验不通过，直接丢弃数据；若通过，将 “净化后的数据块” 发送到中间隔离模块的缓存区。

第二步：中间隔离与内网投递（隔离模块 + 内网模块）

中间隔离模块在接收外网数据后，立即切断与外网模块的连接（物理层面断开通信链路）；

隔离模块将缓存区的数据块 “摆渡” 到内网侧接口，再建立与内网模块的临时连接，发送数据；

内网处理模块接收数据块，按照内网的协议要求（如 HTTP、数据库协议）重组数据包，验证数据完整性（如 MD5 校验），确认无误后，将数据投递到内网目标服务器（如内网文件服务器、业务数据库）；

数据投递完成后，中间隔离模块立即切断与内网模块的连接，清空缓存区，等待下一次交换请求。

三、网闸的关键技术：确保 “隔离” 与 “交换” 平衡

为了在严格隔离的前提下保证数据交换的可用性，网闸依赖以下核心技术：

1. 物理隔离技术（核心）

双主机 + 隔离卡架构：早期网闸采用 “两台独立主机（内网机 + 外网机）+ 硬件隔离卡”，隔离卡通过硬件开关控制两台主机与中间存储设备（如 U 盘、硬盘分区）的连接，同一时间仅一台主机可访问存储设备，实现物理隔离；

单主机 + 逻辑隔离架构：现代网闸采用单主机硬件，但通过芯片级隔离技术（如 Intel VT-d、AMD-Vi）将主机划分为 “内网分区” 和 “外网分区”，两个分区共享硬件资源但内存、IO 通道完全隔离，中间通过专用硬件通道（非网络协议）交换数据，兼顾性能与隔离性。

2. 数据交换控制技术

应用层协议剥离：不直接转发完整数据包，而是 “剥离底层协议（TCP/IP、UDP），仅交换应用层原始数据”，避免协议漏洞被利用（如 TCP SYN Flood 攻击）；

细粒度访问控制：基于 “源 IP、目标 IP、应用类型（如文件传输、邮件、数据库同步）、数据类型（如文本、图片、压缩包）” 设置交换规则，例如仅允许 “外网指定服务器向内网同步 CSV 格式的业务数据”，拒绝其他类型数据；

数据完整性与保密性保障：交换的数据需通过 MD5/SHA256 校验确保完整性，敏感数据需通过 AES-256 等算法加密传输（即使中间模块被破解，也无法获取明文）。

3. 分时 / 分通道交换技术

分时交换：中间隔离模块通过 “时间切片” 控制通信，同一时刻只与内网或外网模块连接，避免双向同时通信；

分通道交换：针对不同业务场景（如文件传输、数据库同步、邮件转发）建立独立的 “交换通道”，每个通道有专属的安全规则（如文件通道启用病毒查杀，数据库通道启用 SQL 注入过滤），实现 “业务隔离”。

四、网闸与防火墙的核心区别

很多人会混淆网闸与防火墙，二者本质是 “物理隔离” 与 “逻辑隔离” 的差异，具体对比如下：

五、网闸的典型应用场景

网闸主要用于 “高安全需求 + 有限数据交换” 的场景，常见包括：

政务网隔离：政务内网（涉密 / 敏感数据）与政务外网（互联网接入）之间，通过网闸交换非涉密的公开信息（如政务公告、办事指南）；

金融行业：银行核心业务网（账户、交易数据）与互联网银行系统之间，通过网闸同步客户身份验证、交易指令等数据；

企业内网隔离：企业研发网（源代码、专利数据）与办公网之间，通过网闸交换文档、审批流程等非敏感数据；

工业控制系统（ICS）：工业 SCADA 系统（设备控制、生产数据）与企业管理网之间，通过网闸隔离，防止外网攻击影响生产安全。

总结

网闸的核心逻辑是 “物理断开连接，受控交换数据”—— 通过切断两个网络的实时通信链路，强制数据经过 “净化 - 缓存 - 验证 - 重组” 的流程，既解决了传统防火墙 “逻辑隔离” 的安全隐患，又满足了不同安全级别网络间合规数据交换的需求，是高安全场景下的 “最后一道隔离屏障”。

江苏深网科技是一家专门从事跨域安全产品开发、销售，提供网络攻防技术服务的网络安全公司，并成立自主品牌“深铠威”。公司主营业务面向工业互联网、物联网等新基建大背景，重点研发、销售跨域安全产品和网络安全工具软件。公司核心团队来自于军队科研院所和国内知名高科技企业，依托核心团队多年的网络安全攻防技术研究，目前已推出网闸、光闸、数据交换平台等跨域交换安全产品以及IPSec VPN和SSL VPN安全网关产品，并拥有了细分领域领先的网络攻防技术研发能力，目前已广泛应用于政府、金融、能源、医疗、教育、交通、传媒等行业。