什么是網(wǎng)關(guān)，當(dāng)前各類網(wǎng)關(guān)協(xié)議的區(qū)別

什么是網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，僅用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。

網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。?網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。

與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在OSI 7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。

大家都知道，從一個房間走到另一個房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個網(wǎng)絡(luò)向另一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(Gateway)就是一個網(wǎng)絡(luò)連接到另一個網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。

在OSI中，網(wǎng)關(guān)有兩種：一種是面向連接的網(wǎng)關(guān)，一種是無連接的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)兩個子網(wǎng)之間有一定距離時，往往將一個網(wǎng)關(guān)分成兩半，中間用一條鏈路連接起來，我們稱之為半網(wǎng)關(guān)。

按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)關(guān)也有很多種。TCP/IP協(xié)議里的網(wǎng)關(guān)是最常用的，在這里我們所講的“網(wǎng)關(guān)”均指TCP/IP協(xié)議下的網(wǎng)關(guān)。

那么網(wǎng)關(guān)到底是什么呢？網(wǎng)關(guān)實質(zhì)上是一個網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。

比如有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，網(wǎng)絡(luò)A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡(luò)B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

在沒有路由器的情況下，兩個網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺交換機(jī)(或集線器)上，TCP/IP協(xié)議也會根據(jù)子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)判定兩個網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。而要實現(xiàn)這兩個網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個主機(jī)(如附圖所示)。網(wǎng)絡(luò)B向網(wǎng)絡(luò)A轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程。

所以說，只有設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。那么這個IP地址是哪臺機(jī)器的IP地址呢？網(wǎng)關(guān)的IP地址是具有路由功能的設(shè)備的IP地址，具有路由功能的設(shè)備有路由器、啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器(實質(zhì)上相當(dāng)于一臺路由器)、代理服務(wù)器(也相當(dāng)于一臺路由器)。

在和 Novell NetWare 網(wǎng)絡(luò)交互操作的上下文中，網(wǎng)關(guān)在 Windows 網(wǎng)絡(luò)中使用的服務(wù)器信息塊 (SMB) 協(xié)議以及 NetWare 網(wǎng)絡(luò)使用的 NetWare 核心協(xié)議 (NCP) 之間起著橋梁的作用。網(wǎng)關(guān)也被稱為 IP 路由器

什么是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)？

如果搞清了什么是網(wǎng)關(guān)，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)也就好理解了。就好像一個房間可以有多扇門一樣，一臺主機(jī)可以有多個網(wǎng)關(guān)。默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的意思是一臺主機(jī)如果找不到可用的網(wǎng)關(guān)，就把數(shù)據(jù)包發(fā)給默認(rèn)指定的網(wǎng)關(guān)，由這個網(wǎng)關(guān)來處理數(shù)據(jù)包?，F(xiàn)在主機(jī)使用的網(wǎng)關(guān)，一般指的是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

網(wǎng)關(guān)的作用及工作流程的通俗解釋，假設(shè)你的名字叫小不點(diǎn)，你住在一個大院子里，你的鄰居有很多小伙伴，在門口傳達(dá)室還有個看大門的李大爺，李大爺就是你的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)你想跟院子里的某個小伙伴玩，只要你在院子里大喊一聲他的名字，他聽到了就會回應(yīng)你，并且跑出來跟你玩。

但是你不被允許走出大門，你想與外界發(fā)生的一切聯(lián)系，都必須由門口的李大爺（網(wǎng)關(guān)）用電話幫助你聯(lián)系。假如你想找你的同學(xué)小明聊天，小明家住在很遠(yuǎn)的另外一個院子里，他家的院子里也有一個看門的王大爺（小明的網(wǎng)關(guān)）。但是你不知道小明家的電話號碼，不過你的班主任老師有一份你們班全體同學(xué)的名單和電話號碼對照表，你的老師就是你的DNS服務(wù)器。于是你在家里撥通了門口李大爺?shù)碾娫?，有了下面的對話?/p>

小不點(diǎn)：李大爺，我想找班主任查一下小明的電話號碼行嗎？

李大爺：好，你等著。（接著李大爺給你的班主任掛了一個電話，問清楚了小明的電話）問到了，他家的號碼是211.99.99.99

小不點(diǎn)：太好了！李大爺，我想找小明，你再幫我聯(lián)系一下小明吧。

李大爺：沒問題。（接著李大爺向電話局發(fā)出了請求接通小明家電話的請求，最后一關(guān)當(dāng)然是被轉(zhuǎn)接到了小明家那個院子的王大爺那里，然后王大爺把電話給轉(zhuǎn)到小明家）

就這樣你和小明取得了聯(lián)系。

當(dāng)前各類網(wǎng)關(guān)協(xié)議的區(qū)別

網(wǎng)關(guān)-網(wǎng)關(guān)協(xié)議（GGP）

核心網(wǎng)關(guān)為了正確和高效地路由報文需要知道Internet其他部分發(fā)生的情況，包括路由信息和子網(wǎng)特性。當(dāng)一個網(wǎng)關(guān)處理重負(fù)載而使速度特別慢，并且這個網(wǎng)關(guān)是訪問子網(wǎng)的惟一途徑時，通常使用這種類型的信息，網(wǎng)絡(luò)中的其他網(wǎng)關(guān)能剪裁交通流量以減輕網(wǎng)關(guān)的負(fù)載。

GGP主要用于交換路由信息，不要混淆路由信息（包括地址、拓?fù)浜吐酚裳舆t細(xì)節(jié)）和作出路由決定的算法。路由算法在網(wǎng)關(guān)內(nèi)通 常是固定的且不被GGP改變。核心網(wǎng)關(guān)之間通過發(fā)送GGP信息，并等待應(yīng)答來通信，之后如果收到含特定信息的應(yīng)答就更新路由表。

注意GGP的最新改進(jìn)SPREAD已經(jīng)用于Internet，但它還不如GGP普及。GGP被稱為向量-距離協(xié)議。要想有效工作，網(wǎng)關(guān)必須含有互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)所有網(wǎng)關(guān)的完整信息。否則，計算到一個目的地的有效路由將是不可能的。因為這個原因，所有的核心網(wǎng)關(guān)維護(hù)一張Internet上所有核心網(wǎng)關(guān)的列表。這是一個相當(dāng)小的表，網(wǎng)關(guān)能容易地對其進(jìn)行處理。

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）

外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用于在非核心的相鄰網(wǎng)關(guān)之間傳輸信息。非核心網(wǎng)關(guān)包含互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上所有與其直接相鄰的網(wǎng)關(guān)的路由信息及其所連機(jī)器信息，但是它們不包含Internet上其他網(wǎng)關(guān)的信息。對絕大多數(shù)EGP而言，只限制維護(hù)其服務(wù)的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)信息。這樣可以防止過多的路由信息在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸。EGP強(qiáng)制在非核心網(wǎng)關(guān)之間交流路由信息。

由于核心網(wǎng)關(guān)使用GGP，非核心網(wǎng)關(guān)使用EGP，而二者都應(yīng)用在Internet上，所以必須有某些方法使二者彼此之間能夠通信。Internet使任何自治（非核心）網(wǎng)關(guān)給其他系統(tǒng)發(fā)送“可達(dá)”信息，這些信息至少要送到一個核心網(wǎng)關(guān)。如果有一個更大的自治網(wǎng)絡(luò)，常常認(rèn)為有一個網(wǎng)關(guān)來處理這些可達(dá)信息。

和GGP一樣，EGP使用一個查詢過程來讓網(wǎng)關(guān)清楚它的相鄰網(wǎng)關(guān)并不斷地與其相鄰者交換路由和狀態(tài)信息。EGP是狀態(tài)驅(qū)動的協(xié)議，意思是說它依賴于一個反映網(wǎng)關(guān)情況的狀態(tài)表和一組當(dāng)狀態(tài)表項變化時必須執(zhí)行的一組操作。

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）

有幾種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議可用，最流行的是RIP和HELLO，另一個協(xié)議稱為開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF），這些協(xié)議沒有一個是占主導(dǎo)地位的，但是RIP可能是最常見的IGP協(xié)議。選擇特定的IGP以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。RIP和HELLO協(xié)議都是計算到目的地的距離，它們的消息包括機(jī)器標(biāo)識和到機(jī)器的距離。

一般來講，由于它們的路由表包含很多項，因此消息比較長。RIP和HELLO一直維護(hù)相鄰網(wǎng)關(guān)之間的連接性以確保機(jī)器是活躍的。路由信息協(xié)議使用廣播技術(shù)。意思是說網(wǎng)關(guān)每隔一定時間要把路由表廣播給其他網(wǎng)關(guān)。這也是RIP的一個問題，因為這會增加網(wǎng)絡(luò)流量，降低網(wǎng)絡(luò)性能。HELLO協(xié)議與RIP的不同之處在于HELLO使用時間而不是距離作為路由因素。這要求網(wǎng)關(guān)對每條路由有合理的準(zhǔn)確時間信息。由于這個原因，所以HELLO協(xié)議依賴于時鐘同步消息。

開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議是由Internet工程任務(wù)組開發(fā)的協(xié)議，希望它能成為居于主導(dǎo)地位的IGP。用“最短路徑”來描述協(xié)議的路由過程不準(zhǔn)確。更好一些的名字是“最優(yōu)路徑”， 這其中要考慮許多因素來決定到達(dá)目的地的最佳路由。

網(wǎng)關(guān)的類型

1、傳輸網(wǎng)關(guān)

傳輸網(wǎng)關(guān)用于在2個網(wǎng)絡(luò)間建立傳輸連接。利用傳輸網(wǎng)關(guān)，不同網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)間可以建立起跨越多個網(wǎng)絡(luò)的、級聯(lián)的、點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸連接。例如通常使用的路由器就是傳輸網(wǎng)關(guān)，“網(wǎng)關(guān)”的作用體現(xiàn)在連接兩個不同的網(wǎng)段，或者是兩個不同的路由協(xié)議之間的連接，如RIP,EIGRP,OSPF,BGP等。

2、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)。應(yīng)用網(wǎng)關(guān)在應(yīng)用層上進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。例如，一個主機(jī)執(zhí)行的是ISO電子郵件標(biāo)準(zhǔn)，另一個主機(jī)執(zhí)行的是Internet 電子郵件標(biāo)準(zhǔn)，如果這兩個主機(jī)需要交換電子郵件，那么必須經(jīng)過一個電子郵件網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，這個電子郵件網(wǎng)關(guān)是一個應(yīng)用網(wǎng)關(guān)。再例如，在和 Novell NetWare 網(wǎng)絡(luò)交互操作的上下文中，網(wǎng)關(guān)在 Windows 網(wǎng)絡(luò)中使用的服務(wù)器信息塊 (SMB) 協(xié)議以及 NetWare 網(wǎng)絡(luò)使用的 NetWare 核心協(xié)議 (NCP) 之間起著橋梁的作用。NCP是工作在OSI第七層的協(xié)議，用以控制客戶站和服務(wù)器間的交互作用，主要完成不同方式下文件的打開、關(guān)閉、讀取功能。

3、信令網(wǎng)關(guān)SG

主要完成7號信令網(wǎng)與IP網(wǎng)之間信令消息的中繼，在3G初期，對于完成接入側(cè)到核心網(wǎng)交換之間的消息的轉(zhuǎn)接(3G之間的RANAP消息，3G與2G之間的BSSAP消息)，另外還能完成2G的MSC/GMSC與軟交換機(jī)之間ISUP消息的轉(zhuǎn)接。

4、中繼網(wǎng)關(guān)

又叫IP網(wǎng)關(guān),同時滿足電信運(yùn)營商和企業(yè)需求的VoIP設(shè)備。中繼網(wǎng)關(guān)(IP網(wǎng)關(guān))由基于中繼板和媒體網(wǎng)關(guān)板建構(gòu)，單板最多可以提供128路媒體轉(zhuǎn)換，兩個以太網(wǎng)口，機(jī)框采用業(yè)界領(lǐng)先的CPCI標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)容方便具有高穩(wěn)定性、高可靠性、高密度、容量大等特點(diǎn).

5、接入網(wǎng)關(guān)

是基于IP的語音/傳真業(yè)務(wù)的媒體接入網(wǎng)關(guān)，提供高效、高質(zhì)量的話音服務(wù)，為運(yùn)營商、企業(yè)、小區(qū)、住宅用戶等提供VoIP解決方案。

6、協(xié)議網(wǎng)關(guān)

協(xié)議網(wǎng)關(guān)通常在使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間做協(xié)議轉(zhuǎn)換。這一轉(zhuǎn)換過程可以發(fā)生在OSI參考模型的第2層、第3層或2、3層之間。?但是有兩種協(xié)議網(wǎng)關(guān)不提供轉(zhuǎn)換的功能：安全網(wǎng)關(guān)和管道。由于兩個互連的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的邏輯差異， 安全網(wǎng)關(guān)是兩個技術(shù)上相似的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間的必要中介。如私有廣域網(wǎng)和公有的因特網(wǎng)。

7、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)

應(yīng)用網(wǎng)關(guān)是在使用不同數(shù)據(jù)格式間翻譯數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。典型的應(yīng)用網(wǎng)關(guān)接收一種格式的輸入，將之翻譯， 然后以新的格式發(fā)送。輸入和輸出接口可以是分立的也可以使用同一網(wǎng)絡(luò)連接。

應(yīng)用網(wǎng)關(guān)也可以用于將局域網(wǎng)客戶機(jī)與外部數(shù)據(jù)源相連，這種網(wǎng)關(guān)為本地主機(jī)提供了與遠(yuǎn)程交互式應(yīng)用的連接。?將應(yīng)用的邏輯和執(zhí)行代碼置于局域網(wǎng)中客戶端避免了低帶寬、高延遲的廣域網(wǎng)的缺點(diǎn)，這就使得客戶端的響應(yīng)時間更短。?應(yīng)用網(wǎng)關(guān)將請求發(fā)送給相應(yīng)的計算機(jī)，獲取數(shù)據(jù)，如果需要就把數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成客戶機(jī)所要求的格式。

8、安全網(wǎng)關(guān)

安全網(wǎng)關(guān)是各種技術(shù)有趣的融合，具有重要且獨(dú)特的保護(hù)作用，其范圍從協(xié)議級過濾到十分復(fù)雜的應(yīng)用級過濾。

9、物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)

以機(jī)智云GL600（4G-Lora網(wǎng)關(guān)）、GM600（5G網(wǎng)關(guān)）為例，是指具有低延時、高穩(wěn)定可靠性、能支持大量數(shù)據(jù)終端接入（最高65535）、適配AI算法、邊緣計算、支持可視化動態(tài)管理、數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能滿足物聯(lián)網(wǎng)各行業(yè)對實時業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等需求的智能網(wǎng)關(guān)。廣泛適應(yīng)于智能家居、智能交通、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、冷鏈追蹤等IoT行業(yè)。

GM600 5G網(wǎng)關(guān)

5G低延時通信，高效快捷

5G雙模、Wi-Fi、4G全網(wǎng)通，智能選擇通信方式

支持48通道，節(jié)點(diǎn)數(shù)5000+

預(yù)留多種調(diào)試接口，方便維護(hù)

模組與云端協(xié)議MQTT、HTTPS

免開發(fā)快速接入APP和后臺

支持傳感器、子設(shè)備網(wǎng)關(guān)漫游

室內(nèi)型網(wǎng)關(guān)，可實現(xiàn)城市 0.2～0.5 千米；空曠地區(qū) 5～10 千米覆蓋

免開發(fā)實現(xiàn)設(shè)備后臺監(jiān)控

審核編輯 ：李倩

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