9 网关的作用 - 技术栈

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