[发明专利]基于虚拟化的航电网络域与信息网络域间的双向通信系统和方法

说明书

为有效解决机载环境下航电网络域与信息网络域之间双向通信的安全隔离与流向保护的问题，本发明提供了一种基于虚拟化的航电网络域与信息网络域间的双向通信系统和方法。本发明在机载信息网络的网络域边界控制装置中，基于虚拟化技术设计了双向安全通信的架构模型，通过设置在系统特权层的虚拟机管理软件创建了航电网络访问控制虚拟机和信息网络访问控制虚拟机，在航电网络访问控制虚拟机部署与高安全等级应用通信的模块，在信息网络访问控制虚拟机部署与低安全等级应用通信的模块，且各个程序模块之间隔离运行，从而实现模块内部高低安全等级通信控制模块的物理隔离，有效解决了机载环境下航电网络域与信息网络域之间双向通信的安全隔离与流向保护的问题，为民用机载信息网络与航电网络之间双向安全通信提供了解决方案。

技术领域

本发明涉及一种航电网络域和信息网络域间的双向通信系统和方法。

背景技术

在航空领域中，航电系统中运行的高安全应用为整个飞机的正常运行提供了保障。在飞机传统电子系统中，航电数据通过航电网络(如航空电子全双工交换式以太网)在封闭的机载环境中进行传输，不会受到外部信息安全攻击，保证了航电数据的安全性。随着信息技术在民用航空电子系统中的大量应用，为了向飞机运营商提供更多、更便利的服务，飞机设计者引入了基于以太网的机载信息服务系统，通过驻留和运行低安全等级应用实现多样的信息服务。

新型民用飞机航空电子系统网络域划分为高安全的航电网络域和低安全的信息网络域，在航电网络域内驻留和运行安全等级较高的应用(安全等级A～C级)，在信息网络域内驻留和运行安全等级较低的应用(安全等级D～E级)。为了实现服务功能需求，高安全等级应用和低安全等级应用之间需要实时交换大量的数据。为此，航电网络域将面临来自信息网络域的网络信息安全威胁，进而对其安全性造成不利影响，为飞机运营安全带来不利影响。

发明内容

为有效解决机载环境下航电网络域与信息网络域之间双向通信的安全隔离与流向保护的问题，本发明提供了一种基于虚拟化的航电网络域与信息网络域间的双向通信系统和方法。

本发明的技术方案是：

基于虚拟化的航电网络域与信息网络域间的双向通信系统，其特殊之处在于：所述双向通信系统设置在机载信息网络的网络域边界控制装置中，包括以下程序模块：

虚拟机管理软件：设置在系统特权层，用于创建航电网络访问控制虚拟机、信息网络访问控制虚拟机，且虚拟机管理软件的内部运行有虚拟机安全通信管理模块；虚拟机安全通信管理模块用于实现各虚拟机之间的通信；

航电网络访问控制虚拟机：其内部运行有航电网络通信访问控制模块、航电网络发送模块、航电网络接收模块和航电网络端节点驱动；

航电网络通信访问控制模块：用于接收信息网络访问控制虚拟机经由虚拟机安全通信管理模块发送的消息，对接收到的消息的合规性进行发送检查与控制，将合规的消息发给航电网络发送模块，将不合规的消息丢弃；

航电网络发送模块：用于根据发送配置，封装航电网络通信帧，调用航电网络端节点驱动进行航电网络通信帧发送；

航电网络接收模块：用于根据接收配置，调用航电网络端节点驱动接收航电网络通信帧，解析通信帧后，经由虚拟机安全通信管理模块发送消息至信息网络通信代理模块；

航电网络端节点驱动：用于实现航电网络端节点硬件的设备驱动；

信息网络访问控制虚拟机：其内部运行有信息网络通信代理模块和信息网络端节点驱动；

信息网络通信代理模块：用于实现信息网络内的低安全等级应用通信代理功能，对出入网络域边界控制装置的消息实施检查与控制：在发送时，将检查通过的消息发给航电网络发送控制模块；在接收时，接收来自航电网络接收模块的消息；

信息网络端节点驱动：用于实现信息网络端节点硬件的设备驱动。