專利名稱：航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及航空電子與通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，基于鏈路的航空數(shù)據(jù)總線廣泛使用，如航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX:Avionics Full Duplex Switched Ethernet) / 美國航空無線電公司(ARINC:Aeronautical Radio Incorporated)的 ARINC 664 和 ARINC 429 等航空數(shù)據(jù)總線。鏈路是單向傳輸，每條鏈路只有一個(gè)發(fā)送者，一個(gè)或多個(gè)接收者，如AFDX/ARINC 664中的虛鏈路(VL =Virtual Link)和 ARINC 429 總線。飛機(jī)的機(jī)載網(wǎng)絡(luò)中包含了使用航空數(shù)據(jù)總線相連的飛行控制、導(dǎo)航等系統(tǒng)，需要高安全性；使用以太網(wǎng)相連的客艙娛樂等系統(tǒng)，安全性相對(duì)較低。出于安全原因，將網(wǎng)絡(luò)劃分為安全網(wǎng)絡(luò)域和非安全網(wǎng)絡(luò)域，安全網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)系統(tǒng)使用航空數(shù)據(jù)總線相連，非安全網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)系統(tǒng)使用以太網(wǎng)相連。安全網(wǎng)絡(luò)域與非安全網(wǎng)絡(luò)域之間有單向或者雙向的通信需求?，F(xiàn)有的AFDX/ARINC 664網(wǎng)關(guān)，雖然可以達(dá)到AFDX/ARINC 664網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)之間通信的目的，但其網(wǎng)絡(luò)安全性低。主要缺陷包括:安全網(wǎng)絡(luò)域可能會(huì)受到來自非安全網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)絡(luò)攻擊；安全網(wǎng)絡(luò)域的數(shù)據(jù)可能被非信任終端獲取。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，提出一種航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其可以加強(qiáng)航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間的通信安全，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其包括:航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)、與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的以太網(wǎng)絡(luò)，其還包括分別與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)及以太網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)內(nèi)包括:通過航空數(shù)據(jù)總線與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的航空數(shù)據(jù)總線接收模塊、通過以太網(wǎng)與以太網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的以太網(wǎng)接收模塊、分別與航空數(shù)據(jù)總線接收模塊及以太網(wǎng)接收模塊通信聯(lián)系的地址適配模塊，以及與地址適配模塊通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊；所述地址適配模塊還與一轉(zhuǎn)發(fā)器通信聯(lián)系；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊還分別與航空數(shù)據(jù)總線及以太網(wǎng)通信聯(lián)系。本實(shí)用新型中，所述航空數(shù)據(jù)總線接收模塊可以采用AFDX/ARINC 664、ARINC 429或ARINC 629航空通信總線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。其中，所述以太網(wǎng)接收模塊可以為一以太網(wǎng)接收器或以太網(wǎng)網(wǎng)卡。特別的，所述以太網(wǎng)接收器可以采用美國DeltaTRAK公司型號(hào)為20156的以太網(wǎng)接收器。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中的地址適配模塊可以采用Xilinx公司的Spartan-6系列或Altera公司Cyclone IV系列的FPGA芯片。[0013]再者，所述地址適配模塊與以太網(wǎng)接收模塊之間還設(shè)有一以太網(wǎng)幀過濾模塊。此外，所述以太網(wǎng)幀過濾模塊可以為一防火墻。本實(shí)用新型的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其利用航空數(shù)據(jù)總線(基于鏈路)中鏈路單向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，通過對(duì)數(shù)據(jù)幀在航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間傳輸?shù)穆窂竭M(jìn)行配置，使得數(shù)據(jù)幀不能越權(quán)傳輸?shù)狡渌康牡兀苊饬税踩W(wǎng)絡(luò)域受到來自非安全網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)絡(luò)攻擊，確保安全網(wǎng)絡(luò)域的數(shù)據(jù)不會(huì)被非信任終端獲??；同時(shí)，其并通過對(duì)以太網(wǎng)幀進(jìn)行過濾，加強(qiáng)了航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間的通信安全，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為利用本實(shí)用新型航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)進(jìn)行安全通信的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，·所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其包括:航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10(即安全網(wǎng)絡(luò)域)、與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10通信聯(lián)系的以太網(wǎng)絡(luò)20 (即非安全網(wǎng)絡(luò)域)，其還包括分別與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10及以太網(wǎng)絡(luò)20通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)30，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)30內(nèi)包括:通過航空數(shù)據(jù)總線12與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10通信聯(lián)系的航空數(shù)據(jù)總線接收模塊31、通過以太網(wǎng)22與以太網(wǎng)絡(luò)20通信聯(lián)系的以太網(wǎng)接收模塊32、分別與航空數(shù)據(jù)總線接收模塊31及以太網(wǎng)接收模塊31通信聯(lián)系的地址適配模塊33，以及與地址適配模塊33通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34 ;所述地址適配模塊33還與一存儲(chǔ)有航空數(shù)據(jù)總線到以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)表35 (以下簡稱A2E表)和/或以太網(wǎng)到航空數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)發(fā)表36 (以下簡稱E2A表)的轉(zhuǎn)發(fā)器37通信聯(lián)系；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34還分別與航空數(shù)據(jù)總線12及以太網(wǎng)22通信聯(lián)系。本實(shí)用新型通過對(duì)數(shù)據(jù)幀在航空數(shù)據(jù)總線12與以太網(wǎng)22之間傳輸?shù)穆窂竭M(jìn)行配置，使得數(shù)據(jù)幀不能越權(quán)傳輸?shù)狡渌康牡兀苊獍踩W(wǎng)絡(luò)域受到來自非安全網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)絡(luò)攻擊，確保安全網(wǎng)絡(luò)域的數(shù)據(jù)不會(huì)被非信任終端獲取，力口強(qiáng)了航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間的通信安全，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。其中，所述航空數(shù)據(jù)總線接收模塊31用于將航空數(shù)據(jù)總線適配硬件(AFDX/ARINC664End System)接收到的數(shù)據(jù)幀送入緩存以供地址適配模塊33處理。作為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例，所述航空數(shù)據(jù)總線接收模塊31可以采用AFDX/ARINC 664、ARINC 429或ARINC 629航空通信總線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，所述緩存可以采用先入先出隊(duì)列(FIFO =FirstInput First Output)。本實(shí)用新型中，所述以太網(wǎng)接收模塊32用于將以太網(wǎng)網(wǎng)卡硬件接收到的數(shù)據(jù)幀送入緩存以供地址適配模塊33處理。在本實(shí)用新型具體實(shí)施例中，該以太網(wǎng)接收模塊32可以為一以太網(wǎng)接收器或以太網(wǎng)網(wǎng)卡。特別的，作為本實(shí)用新型的一種選擇性實(shí)施例，所述以太網(wǎng)接收器可以采用美國DeltaTRAK公司型號(hào)為20156的以太網(wǎng)接收器，該以太網(wǎng)接收器可以通過以太網(wǎng)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)IP識(shí)別與主機(jī)通信。地址適配模塊33用于處理所述航空數(shù)據(jù)總線接收模塊31和所述以太網(wǎng)接收模塊32收到的數(shù)據(jù)幀。具體的，本實(shí)用新型中的地址適配模塊32可以采用Xilinx公司的Spartan-6系列或Altera公司Cyclone IV系列的FPGA芯片。該FPGA芯片內(nèi)預(yù)存有處理航空數(shù)據(jù)總線接收模塊31和以太網(wǎng)接收模塊32收到的數(shù)據(jù)幀的程序，其在接收到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀后，可以將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀按照E2A表36中相應(yīng)表項(xiàng)的內(nèi)容重新組包成航空數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)幀然后發(fā)送給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34 ;當(dāng)接收到航空數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)幀后，將航空數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)幀按照A2E表35中相應(yīng)表項(xiàng)的內(nèi)容重新組包成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀然后發(fā)送給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34用于對(duì)經(jīng)過地址適配模塊33重新組包成的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行判斷，判斷是以太網(wǎng)或者是AFDX/ARINC 664數(shù)據(jù)幀，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)適配硬件的發(fā)送處理程序，從而將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。作為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34可以采用一交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的 轉(zhuǎn)發(fā)?；蛘?，作為本實(shí)用新型的選擇性實(shí)施例，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊34還可以采用申請(qǐng)?zhí)枮?00620107218.8專利中的一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。本實(shí)用新型的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，當(dāng)航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10到以太網(wǎng)絡(luò)20之間進(jìn)行單向通信時(shí)，則可以在轉(zhuǎn)發(fā)器37內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)A2E表35 ;當(dāng)以太網(wǎng)絡(luò)20到航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10之間進(jìn)行單向通信時(shí)，則可以在轉(zhuǎn)發(fā)器37內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)E2A表36 ;而當(dāng)航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)10與以太網(wǎng)絡(luò)20之間進(jìn)行雙向通信時(shí)，則可以同時(shí)在轉(zhuǎn)發(fā)器37內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)A2E表35及E2A表36。其中，該A2E表35是預(yù)先設(shè)定好的，用于配置數(shù)據(jù)幀從航空數(shù)據(jù)總線12到以太網(wǎng)22的傳輸方向上的傳輸路徑，即定義收到的來自航空數(shù)據(jù)總線12的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到以太網(wǎng)22中的哪個(gè)接收者。E2A表36也是預(yù)先設(shè)定好的，用于配置數(shù)據(jù)幀從以太網(wǎng)到航空數(shù)據(jù)總線的傳輸方向上的傳輸路徑，即定義收到的來自以太網(wǎng)22的數(shù)據(jù)幀從航空數(shù)據(jù)總線12發(fā)送出去時(shí)走的路徑。在本實(shí)用新型具體實(shí)施例中，所述A2E表35與E2A表36均包括有索引地址和更新地址兩列，其均可以以XML格式或者其它格式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)語言進(jìn)行保存。如下表I所示，為A2E表35，在該A2E表35的索引地址內(nèi)包括有航空數(shù)據(jù)總線接收模塊接31收到的數(shù)據(jù)幀的地址信息，該A2E表35的更新地址內(nèi)包括有以太網(wǎng)接收者地址信息。
權(quán)利要求1.一種航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，包括航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)、與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的以太網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，還包括分別與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)及以太網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)內(nèi)包括:通過航空數(shù)據(jù)總線與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的航空數(shù)據(jù)總線接收模塊、通過以太網(wǎng)與以太網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的以太網(wǎng)接收模塊、分別與航空數(shù)據(jù)總線接收模塊及以太網(wǎng)接收模塊通信聯(lián)系的地址適配模塊，以及與地址適配模塊通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊；所述地址適配模塊還與一轉(zhuǎn)發(fā)器通信聯(lián)系；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊還分別與航空數(shù)據(jù)總線及以太網(wǎng)通信聯(lián)系。
2.如權(quán)利要求1所述的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述航空數(shù)據(jù)總線接收模塊采用AFDX/ARINC 664、ARINC 429或ARINC 629航空通信總線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)接收模塊為一以太網(wǎng)接收器或以太網(wǎng)網(wǎng)卡。
4.如權(quán)利要求3所述的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)接收器采用美國DeltaTRAK公司型號(hào)為20156的以太網(wǎng)接收器。
5.如權(quán)利要求3所述的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述地址適配模塊采用Xilinx公司的Spartan-6系列或Altera公司Cyclone IV系列的FPGA
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述地址適 配模塊與以太網(wǎng)接收模塊之間還設(shè)有一以太網(wǎng)幀過濾模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)幀過濾模塊為一防火墻。
專利摘要本實(shí)用新型涉及航空電子與通信技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間安全通信的系統(tǒng)，包括航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)、與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的以太網(wǎng)絡(luò)，還包括分別與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)及以太網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)內(nèi)包括通過航空數(shù)據(jù)總線與航空數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的航空數(shù)據(jù)總線接收模塊、通過以太網(wǎng)與以太網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系的以太網(wǎng)接收模塊、分別與航空數(shù)據(jù)總線接收模塊及以太網(wǎng)接收模塊通信聯(lián)系的地址適配模塊，以及與地址適配模塊通信聯(lián)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊；地址適配模塊還與一轉(zhuǎn)發(fā)器通信聯(lián)系；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊還分別與航空數(shù)據(jù)總線及以太網(wǎng)通信聯(lián)系。本實(shí)用新型可以加強(qiáng)航空數(shù)據(jù)總線與以太網(wǎng)之間的通信安全，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。
文檔編號(hào)H04L29/06GK203104511SQ20122071132
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者鄧振, 辜迎佳, 熊立春 申請(qǐng)人:中電科航空電子有限公司