谈论网络四网关和路由

现在Internet充满了各种信息，我们的计算机如何上网？我想知道您是否考虑过这个问题？今天，我将讨论我们在互联网上的状况.

现在，我们家庭中一般的Internet访问模式是购买路由器，然后登录到路由器，配置Internet信息，然后连接到路由器. 如果未打开DHCP，它将被配置为配置IP和其他信息. 有一点需要注意. 问题是，您需要配置一个称为“网关”的东西. 配置后，您通常可以访问目标计算机，并且需要跨网关访问外部网络.

如果您要谈论更改，您可能是第一个谈论IP和MAC更改的人. 需要注意的是，该级别的当前IP地址是当前LAN中的IP，即不能用作外部网络. 识别的“门板”，它如何改变？请看一下我刚刚在Google上找到的相关标头的. 我认为它相当不错，所以我直接引用了它.

图1. IP和MAC标头原理图

1. 在这里为解释这张图片，在MAC标头中，首先是目标MAC地址，然后是源MAC地址.

2. 协议类型是当前协议的类型. 如果我们通常访问该网页，则表明我们正在使用IP协议.

3. IP标头中提到的版本号当前以IPv4为主流.

4. 标头的长度指示IPv4协议数据包标头的长度中包含多少32位.

5.TOS定义了IP数据包在传输过程中所需的服务类型.

6. 总长度是指IP协议头格式的指定IP数据包的总长度. 通常以字节表示，以指示数据包的总长度. 应当注意的是，该值包括报头和数据的总和，占16. 该位指示最大长度为65535字节，但这并不意味着IP数据报会那么长. 实际上，它将由链路层进一步拆分和传输.

7. 标识符是每个IP数据包都具有的16位唯一识别码.

8. 标记，是在传输过程中对数据包进行最佳组合时使用的3位标识标记.

9. 芯片移位是指网络数据包拆分的顺序. 拆分后，可接受的顺序不一定是拆分的顺序，所以这是必需的.

10.TTL是指生存时间. 此字段设置数据报可以通过的路由器的最大数量，指示该数据报在网络上可以生存多长时间.

11. 这里的协议是下一层协议，即TCP或UDP.

12. 最重要的是源IP地址和目标IP地址. 必须使用它来确定它是否通过网关到达Internet. 判断依据是是否在同一网段，可以通过CIDR和子网掩码获取.

将数据发送到网关的步骤与内部网络设备的交互相同. 首先，在消息中添加源IP地址和目标IP地址，使用ARP查找网关的MAC地址，添加消息并发送.

网关通常是路由器，第3层转发设备. 记下MAC标头和IP标头，检查将消息转发到的位置并进行处理. 我曾经看到一个很好的比喻，路由器可以与您共享: “路由器是一种设备. 它具有五个网络端口或网卡，相当于五个手连接到五个LAN. 每个手的IP地址是同一网络分段作为局域网的IP地址，每只手就是它所拥有的局域网的网关. ”这意味着您要发送到其他LAN的任何数据包都将到达其中一手. 放入，取下MAC报头和IP报头，看一下，根据自己的路由算法，选择另一只手，然后添加IP标头和MAC标头，然后将其丢弃.

然后的问题是，我应该选择哪只手扔掉发送到其他地方的袋子？哪些内容将会改变？实际上，它可以分为静态路由和动态路由两类.

静态路由: 实际上，许多规则已被写入无效. 那些想去这个网段的人将从该端口退出，而那些想去另一个网段的人将从另一个端口退出.

动态路由: 动态路由表是通过某种算法生成的，该算法会随着网络状态的变化而变化.

之前已经掌握了很多基础知识，那么IP和MAC发生了什么变化？ （以下描述基于静态路由，因为它很简单）

首先，让我们谈谈MAC地址. 由于MAC地址是局域网中的有效地址，因此它在退出网关时肯定会发生变化. 一般来说，我们需要根据情况将IP地址分为两种类型. 两者之间的主要区别是IP地址是否更改. 不更改IP地址的一个称为转发网关，不更改IP地址的一个称为NAT网关.

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1. 转发网关

设备A访问设备B

上图中发生了变量更改，“静态路由表，相应的网段网口已配置，并且会根据配置表跳转”:

（1）源MAC: 设备A的MAC；目的MAC: Route A的MAC；源IP: 192.168.2.112;目标IP: 192.168.4.112

（2）源MAC: 路由A的MAC；目的MAC: 路由B的MAC；源IP: 192.168.2.112;目标IP: 192.168.4.112

（3）源MAC: 路由B的MAC；目的MAC: 设备B的MAC；源IP: 192.168.2.112;目标IP: 192.168.4.112

从上面可以看到，源IP和目的IP不变，必须更改MAC，并且网关信息未存储在消息中，这意味着所谓的下一跳是IP需要此IP地址转换为MAC并将其放在MAC标头中. “应该注意，这与我们所说的拓扑网络更相似. IP地址在三个LAN中可见，并且不会相互冲突. ”

2.NAT网关

此形式与上述形式之间的最大区别是彼此网络中的IP可能会冲突. 例如，北京有“莲花街23号”，石家庄有“莲花街23号”. 然后，这时，我们需要给他一个“国际身份”. 任何想去北京的人都必须先去北京，而想去石家庄的人首先要去石家庄，然后再到各处的莲花街. 如下图所示，两者均为192.168.2.1

设备A访问设备B

上图中的变量更改

（1）源MAC: 设备A的MAC；目的MAC: 路由A的MAC；源IP: 192.168.2.112;目标IP: 192.168.3.2

（2）源MAC: 路由A的MAC；目的MAC: 路由B的MAC；源IP: 192.168.3.1;目标IP: 192.168.3.2

（3）源MAC: 路由B的MAC；目的MAC: 设备B的MAC；源IP: 192.168.3.1;目标IP: 192.168.2.112

从设备B收到的数据包中可以看出，源IP是设备A的国际身份，因此，在返回数据包时，它也应该是设备A的国际身份. 路由A将进行NAT和将其转换为家庭身份. 我们家中使用的大多数路由器都使用这种模式.

总结:

1. 如果LAN需要访问外部网络，则需要通过网关. 通过网关的标准是访问地址是否在统一网段中，这是根据CIDR和子网掩码计算得出的.

2. 路由器是一个三层设备，其中包含有关如何查找下一跳的规则，分为静态路由和动态路由

3. 网关有两种类型，转发网关和NAT网关. 转发网关的MAC地址保持不变，并且IP已更改； NAT的关键是“国际身份”

4. MAC标头和IP标头的概念

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