随着“工业4.0”与“互联网+”概念的发展,传统的工业控制网络也越来越多地使用互联网中的通信协议,如TCP、UDP协议。同时,工业网络安全问题也频繁出现,木马、病毒等问题造成了重大损失。本文设计与实现了工业网络安全隔离与信息交换系统,对提升工业控制网络的安全性有很大价值。本文完成了该系统的设计与实现工作,该系统工作在FreeBSD操作系统内,使用Netmap技术来实现数据包的收发,提供数据包过滤功能,并且针对两种工业协议进行了深度解析与过滤处理。本文研究的系统从功能上分为四大模块,分别是:1)拦截模块负责对数据包的抓取,并将数据包指针传递给其他模块进行处理,最后根据数据包的判决结果对数据包进行丢弃或放行操作;2)过滤模块负责根据配置的白名单信息与解析出的数据包信息进行匹配,主要从协议类型、IP地址和端口号来对数据包进行判决;3)工业协议深度解析与过滤模块针对Modbus-TCP与OPC协议进行深度解析,检查数据包格式完整性与内容合法性并对其进行过滤判决;4)协议剥离与恢复模块将各层协议首部信息进行剥离,只保留必要的恢复信息并用自定义结构体封装后传输到另一端,最后解封装并且恢复数据包信息。本文最后对该系统的各模块功能进行测试与验证,并且对结果进行了讨论与分析。结果证实了本文的研究能够针对工业控制网络进行安全防护,具有实用性。