网关到底是什么


用比较通俗的例子说明一下,环境简介

  • 路由A,地址192.168.1.1
  • 子网掩码255.255.255.0
  • 典型计算机B,地址192.168.1.129

一个典型机器的路由表

192.168.1.129机器的路由表
192.18.1.129机器的ARP表

如果 B 要和 外界进行三层通信,有两种情况

  • 目标地址为192.168.1.1/24 网段内部,例如192.168.1.184,那么发送的链路层帧目的 MAC 为ARP表中相应 MAC 地址(1c:1b:...),网络层目的IP为192.168.1.184
  • 目的地址为192.168.1.1/24 网段外部,例如114.114.114.114, 那么发送的链路层帧目的 MAC网关 MAC 地址(bc:d1:...),网络层目的IP仍为114.114.114.114

在后一种情况使用网关通信的过程中,大概发生了几件事

  1. 通过路由表查询得到,114.114.114.114 需要使用 192.168.1.1 作为网关进行通信,接口为 eth0。这也就是为什么有人说“网关就是一条路由”。
  2. 通过 ARP 表查询得到,192.168.1.1 的 MAC 地址为 bc:d1:...
  3. 向 eth0 接口发送如上所述链路层帧

 

在自己所在子网通信不需要路由器(网络内),不需要网关。

和自己所在子网之外通信(网络间),需要通过网关。

 

网关能在网络间转递数据包”,这个就是网关最初始的定义。


具体到你的问题,截图截得很随意,而且内容好像也很随意,不如不看。

在常见的家用路由器/小型办公室用企业路由器中,一般集成了交换机,路由器,NAT,DHCP Server 等多个角色。你题目中截图中网关有时候指的是 DHCP Server.

所谓广播域,就是从任意机器发送一个目的 MAC 地址为 FF.FF.FF.FF.FF.FF(广播地址) 的链路层帧,能收到帧的所有接口(机器)的集合。广播域中的机器相当于使用经典交换机(不支持 VLAN 的二层交换机)用网线连接起来。

VLAN 是用来划分广播域的一种方法/概念,可以使得同一根网线中流过多个广播域的帧而不互相冲突,以及实现一个交换机多个端口分别属于多个广播域。历史要比广播域晚很多,为了简便先不讨论。

在一个广播域中,完全可以存在多个子网,只要他们子网互不相交即可。

再举一个例子,一个经典交换机有4个端口,连接四台计算机A,B,C,D

  • A绑定两个IP,192.168.1.1/24, 192.168.2.1/24
  • B绑定一个IP,192.168.1.2/24
  • C绑定一个IP,192.168.2.2/24
  • D绑定一个IP,192.168.2.3/24

我们在不配置任何网关的情况下,A-B之间可以进行三层通信,A-C之间可以进行三层通信,B-C之间不能进行网络层通信C-D之间可以进行三层通信且不经过A(因为在一个子网中)。同时ABCD互相都可以直接进行二层通信,不需要经过其他计算机,

如果把B的网关设置成192.168.1.1,C的网关设置成192.168.2.1,并在A上打开网络层转发功能并正确配置路由表,那么B-C之间就可以通过网关A进行网络层通信,但是网络层包要经过A的转发

于此同时,ABCD始终处于一个广播域中,AB处于一个子网,ACD处于一个子网。这也举例说明了,网关一般都会处于多个子网

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