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AUTOSAR_EXP_SWArchitecture FIG-826e9bb7c1d7761d 410 × 291 px 1 Release(s)

Figure 11.13: Scenario: Switch Firewall State Successfully

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✦ KI-generierte Bildanalyse & technische Beschreibung Modell: gemini-3.8-flash (via agy) · Rezept figure-description@2 · erstellt am 2026-10-07

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

  • Diagrammtyp: UML-Sequenzdiagramm (Interaction Diagram / Sequence Diagram) mit Interaktionsrahmen (Combined Fragment vom Typ loop).
  • Architektur-Kontext: AUTOSAR Adaptive Platform (AP, Release R22-11), Cluster Security (Spezifikationskontext: AUTOSAR_EXP_SWArchitecture, Kapitel 11.3.1 Firewall).
  • Technischer Zweck: Spezifikation des synchronen Ablaufs für einen erfolgreichen Zustandswechsel (State Switch) der Netzwerk-Firewall. Das Diagramm modelliert die Abstraktion zwischen applikationsseitiger Zustandsanforderung, logischer Regelsatzauswertung im Functional Cluster und der hardware-/treibernahen Regelaktivierung auf Kernel- bzw. Betriebssystemebene (OS Packet Filtering / Netfilter / eBPF).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

  • Lebenslinien & Akteure:
    • :Adaptive Application (Akteur / Lifeline): Applikativer Prozess im User Space (z. B. State Management oder Security Management), welcher den Zustandswechsel autorisiert anfordert.
    • :Firewall (Klasse / Lifeline mit Stereotyp «aapFunctionalCluster» – im Diagramm trunkiert als «aapFunctionalCl...»): AUTOSAR Adaptive Functional Cluster für netzwerkbasierte Zugriffskontrolle und Regelsatzverwaltung.
    • :Operating System (Akteur / Lifeline): Darunterliegendes POSIX-konformes Betriebssystem (Host-OS-Kernel / Network Stack), welches das physische Paketfiltern (z. B. via iptables, nftables, Socket-Filter) implementiert.
  • Schnittstellen & Methoden:
    • SwitchFirewallState(): Schnittstellenmethode des Firewall Functional Clusters zur Umschaltung des globalen oder schnittstellenspezifischen Firewall-Zustands (z. B. Normal Operation, Diagnostic Mode, Failsafe, Software Update).
    • applyRule(): OS-spezifische Systemschnittstelle/Treiberaufruf zur Aktivierung, Modifikation oder Löschung einer konkreten Paketfilterregel im OS-Netzwerkstapel.
  • Beziehungen & Kardinalitäten:
    • 1-zu-n-Beziehung zwischen Zielzustand und Firewall-Regelsatz: Pro angefordertem Zustand existieren n konfigurierte Filterregeln ([foreach FirewallRule]), die sequenziell auf das OS übertragen werden.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

  1. Trigger: Die :Adaptive Application sendet den synchronen Methodenaufruf SwitchFirewallState() an den Cluster :Firewall.
  2. Aktivierungsphase (:Firewall): Die Firewall validiert den Zustandsübergang und selektiert die im Manifest für den angeforderten Zustand definierten Paketfilterregeln (FirewallRules).
  3. Schleifenabarbeitung (loop [foreach FirewallRule]):
    • Für jede Regel des neuen Zustands führt :Firewall einen synchronen/blockierenden Aufruf applyRule() gegen das :Operating System aus.
    • Das :Operating System aktualisiert atomar oder sequenziell die Filtertabellen des IP-Stacks (Input/Output/Forward Chains).
  4. Terminierung & Rückgabe: Nach vollständiger und erfolgreicher Abarbeitung aller Regeln des Zielzustands erfolgt der Kontrollfluss-Rücksprung (gestrichelte Pfeillinie) an die :Adaptive Application. Das Umschalten gilt ab diesem Zeitpunkt als systemweit wirksam (committed).

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

  • API-Semantik & Blockierverhalten: Der Aufruf SwitchFirewallState() ist blockierend ausgeführt. Applikationsentwickler müssen die Latenz berücksichtigen, da die Ausführungszeit linear mit der Anzahl n der zu kompilierenden/anzuwendenden OS-Regeln skaliert (O(n)-OS-Kontextwechsel/Syscalls).
  • OS-Abstraktion (Adaptive Platform Implementierer): applyRule() stellt die Hardware-/Kernel-Abstraktionsgrenze dar. Je nach Ziel-OS muss der Firewall-Cluster POSIX-/Linux-Subsysteme (z. B. Netfilter-Netlink-Sockets libmnl/libnftnl oder bpf() Syscalls) kapseln.
  • Fehlerbehandlung & Nicht-Atomarität: Im Fehlerfall (wenn eine einzelne applyRule()-Operation fehlschlägt, z. B. aufgrund unzulässiger Portbereiche oder Ressourcenmangel im Kernel) muss die Stack-Implementierung definieren, ob ein Rollback auf den vorherigen Zustand erfolgt oder in einen sicheren Zustand (Failsafe Rule Set) geschaltet wird.
  • Privilegien & POSIX-Capabilities: Da die Firewall über das Betriebssystem Netzwerk-Hooks setzt, benötigt der Prozess des Firewall Functional Clusters privilegierte OS-Rechte (unter Linux z. B. CAP_NET_ADMIN), während die aufrufende Adaptive Application unprivilegiert bleibt und den Zugriff nur über AP-Interprozesskommunikation (IPC) anfordert.

Zugeordnete Anforderungen

Diese Angaben zeigt der Versions-Explorer.

Aus dem Dokument extrahierter Text & Kontext

Beschriftungen im Schaubild:

:Adaptive Application | «aapFunctionalCl... | :Firewall | :Operating System | loop | [foreach FirewallRule] | applyRule() | SwitchFirewallState()

Begleitender Spezifikationstext:

Explanation of Adaptive Platform Software Architecture AUTOSAR AP R22-11 Figure 11.11 shows the scenario for monitoring the storage space of a FileStorage. The Adaptive Application needs to call GetCurrentFileStorageSize() to determine the current size. 11.2.1.5.2 Scenario: Key Value Store :Adaptive Application «aapFunctionalClust... :Persistency :Operating System getSize() GetCurrentKeyValueStorageSize() Figure 11.12: Scenario for determining the size of a KeyValueStorage Figure 11.12 shows the scenario for monitoring the storage space of a KeyValueStorage. The Adaptive Application needs to call GetCurrentKeyValueStorageSize() to determine the current size. 11.3 Security 11.3.1 Firewall 11.3.1.1 Switch Firewall State 11.3.1.1.1 Scenario: Switch Firewall State Successfully :Adaptive Application «aapFunctionalCl... :Firewall :Operating System loop [foreach FirewallRule] applyRule() SwitchFirewallState() Figure 11.13: Scenario: Switch Firewall State Successfully Figure 11.13 shows the scenario for successfully switching the state of the Firewall. The Adaptive Application triggers the state switch by calling SwitchFirewallState (). The Firewall will then apply the FirewallRules configured for the request state 158 of 176 Document ID 982: AUTOSAR_EXP_SWArchitecture

Vorkommen in AUTOSAR-Releases (1)

Release Dokument Seite Nr. Bildunterschrift im Dokument
R22-11 AUTOSAR_EXP_SWArchitecture S. 158 11.13 Figure 11.13: Scenario: Switch Firewall State Successfully