9 网关的作用

1、总结:
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1.如果离开本局域网,就需要经过网关,网关是路由器的一个网口。
2.路由器是一个三层设备,里面有如何寻找下一跳的规则
3.经过路由器之后 MAC 头要变,如果 IP 不变,相当于不换护照的欧洲旅游,如果 IP 变,相当于换护照的玄奘西行
3、场景引入

大学宿舍的局域网想要访问外网。

在进行网卡配置的时候,除了 IP 地址,还需要配置一个Gateway。

4、MAC 头和 IP 头的细节
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1.一旦配置了 IP 地址和网关,往往就能够指定目标地址进行访问了。
2.在跨网关访问的时候,牵扯到MAC 地址和 IP 地址的变化
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1.在 MAC 头里面,先是目标 MAC 地址,然后是源 MAC 地址,然后有一个协议类型,用来说明里面是IP 协议。

IP头:

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1.IP 头里面的版本号,目前主流的还是 IPv4
2.下一层的协议,是 TCP 还是 UDP
3.最重要的就是源 IP 和目标 IP。先是源 IP 地址,然后是目标 IP 地址
5、访问流程:
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1.在任何一台机器上,当要访问另一个 IP 地址的时候,都会先判断,这个目标 IP 地址,和当前机器的 IP
地址,是否在同一个网段。怎么判断同一个网段呢?需要 CIDR 和子网掩码。
2.如果是同一个网段,那就没网关什么事情,直接将源地址和目标地
址放入 IP 头中,然后通过 ARP 获得 MAC 地址,将源 MAC 和目的 MAC 放入 MAC 头中,发出去就可以了。
3.如果不是同一网段,这就需要发往默认网关。
4.Gateway 的地址一定是和源 IP 地址是一个网段的。往往不是第一个,就是第二个。
  例如:192.168.1.0/24 这个网段,Gateway 往往会是 192.168.1.1/24 或者 192.168.1.2/24
5.1、如何发往默认网关呢?
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1.网关和源 IP 地址是一个网段的
2.这个过程就和发往同一个网段的其他机器
是一样的:将源地址和目标 IP 地址放入 IP 头中,通过 ARP 获得网关的 MAC 地址,将源 MAC 和网关的 MAC 放入 MAC 头中,发送出去。网关所在的端口,例如 192.168.1.1/24 将网络包收进来,然后接下来怎么做,就完全看网关的了(路由算法)。

网关往往是一个路由器,是一个三层转发的设备

5.1、三层设备?
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就是把 MAC 头和 IP头都取下来,然后根据里面的内容,看看接下来把包往哪里转发的设备。
5.2、静态路由
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1.就是在路由器上,配置一条一条规则。
2.请求出去的时候就一条一条的匹配规则,找到符合的规则
3.根据规则从某个口抛出去,找下一跳 IPX

举例

想访问 BBS 站(它肯定有个网段),从 2 号口出去,下一跳是 IP2。

想访问教学视频站(它也有个自己的网段),从 3 号口出去,下一跳是 IP3,然后保存在路由器里。

6、IP 头和 MAC 头哪些变、哪些不变?
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1.MAC 地址是一个局域网内才有效的地址。
2.因而,MAC 地址只要过网关,就必定会改变,因为已经换了局域网。

//两者主要的区别在于 IP 地址是否改变
3.不改变 IP 地址的网关,我们称为转发网关
4.改变 IP 地址的网关,我们称为NAT 网关








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