:::info 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。
    与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层—应用层。 ::: 在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。
    网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，
    网络A的IP地址范围为：“192.168.1.1~192. 168.1.254”，
    子网掩码为：255.255.255.0；

    1. 网络B的IP：“192.168.2.1~192.168.2.254”，<br />    子网掩码为：255.255.255.0。

    如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。网络B向网络A转发数据包的过程。
    所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
    那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。

    Q:网关和路由器的关系?
    网关是一个概念，路由器是一个产品。
    路由器可以做网关，路由器可以做网关，把家庭局域网和互联网相连，
    防火墙可以做网关：局域网连到防火墙，防火墙把局域网和互联网相连，顺便还能抵抗各种攻击；
    一台普通pc可以做网关，甚至一个智能手机也可以做网关，开了热点，笔记本接进来，手机作为网关把笔记本和互联网相连。

    以路由器为例，网关的通信原理是什么？
    功能1：连接不同网段：不同网段之间的通信，要借助网关。
    功能2：网络地址转换：局域网想连互联网，除了要进行路由，就是通过查找路由表判定从哪个口发出，还要做一下NAT（网络地址转换）。私网ip是不能访问互联网的。想访问互联网，就得转成公网ip，为了能顺利访问互联网，路由器会帮我们做一下地址转换。
    功能3：异构网络互连：咱们平时用的网络是基于“以太网”协议，刚才提到的大型企业总部分支互连，各级政府互连，有可能用到非以太网协议，比如ppp协议。这时候需要路由器把以太网和ppp两种不同的协议互通。

    Q：路由器和交换机的关系
    路由器：寻址寻的是IP地址，位于OSI模型的第三层，网络层。
    交换机的作用是寻址和转发，这边需要注意的是寻址和转发都是MAC地址，位于OSI模型的第二层。数据链路层。
    交换机的作用：

    • 连接多个以太网物理段，隔离冲突域
    • 对以太网帧进行高速而透明的交换转发
    • 自行学习和维护MAC地址信息

    交换机工作在二层，可以用来隔离冲突域，在OSI参考模型中，二层的作用是寻址，这边寻址指的是MAC地址，而交换机就是对MAC地址进行转发，在每个交换机中，都有一张MAC地址表，这个表是交换机自动学习的。

    交换机的特点：

    • 主要工作在OSI模型的物理层、数据链路层
    • 提供以太网间的透明桥接和交换
    • 依据链路层的MAC地址，将以太网数据帧在端口间进行转发

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    Q：网关和DNS的关系？
    DNS 全名叫 Domain Name Server，中文俗称“域名服务器”。DNS 服务器用来将域名转换成 IP 地址。当 DNS 服务器收到一条请求后，它会检查它有没有该请求需要的转换信息。如果没有这条转换信息，那么 DNS 服务器会把这条请求转发给其他的 DNS 服务器。通过这种方式，就完成了从域名到 IP 地址的转换。

    Q: 我们是如何用手机上网的？
    1、从手机连接 WiFi 开始，使用的是 802.11 （即 WLAN ）协议，通过 WLAN 接入网络；
    2、手机自动获取网络配置，使用的是 DHCP 协议，获取配置后手机才能正常通信。
    3、这时手机已经连入局域网，可以访问局域网内的设备和资源，但还不能使用互联网应用，例如：微信、抖音等。
    4、想要访问互联网，还需要在手机的上联网络设备上实现相关协议，即在无线路由器上配置 NAT、 PPPOE 等功能，再通过运营商提供的互联网线路把局域网接入到互联网中，手机就可以上网玩微信、刷抖音了。

    小结：运营商的作用就是搭建广域网实现跨区域的网络互连。

    Q：网络的构成
    搭建一套网络涉及各种线缆和网络设备
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    1、常见的硬件设备
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    • 通信介质与数据链路：有线线缆有双绞线、光纤、串口线等。根据数据链路不同选择对应的线缆。传输介质还可以被分为电波、微波等不同类型的电磁波。
      • 传输速率：单位为 bps ，是指单位时间内传输的数据量有多少。又称作带宽，带宽越大网络传输能力就越强。
    • 网卡：任一主机连接网络时，必须要使用网卡。可以是有线网卡，用来连接有线网络，也可以是无线网卡连接 WiFi 网络。每块网卡都有一个唯一的 MAC 地址，也叫做硬件地址或物理地址。
    • 二层交换机：位于 OSI 模型的第 2 层（数据链路层）。它能够识别数据链路层中的数据帧，并将帧转发给相连的另一个数据链路。
    • 路由器 / 三层交换机：在 OSI 模型的第 3 层（网络层）上连接两个网络、并对报文进行转发的设备。二层交换机是根据 MAC 地址进行处理，而路由器 / 三层交换机则是根据 IP 地址进行处理的。因此 TCP/IP 中网络层的地址就称为了 IP 地址。
    • 四至七层交换机：处理 OSI 模型中从传输层至应用层的数据。以 TCP 等协议的传输层及其上面的应用层为基础，分析收发数据，并对其进行特定的处理。

    例如，视频网站的一台服务器不能满足访问需求，通过负载均衡设备将访问分发到后台多个服务器上，就是四至七层交换机的一种。还有带宽控制、广域网加速器、防火墙等应用场。

    • 应用层设备有电脑、手机、服务器等。应用层设备不转发数据，它们是数据的源或目的，拥有应用层以下的各层功能。发送数据时，从上而下的顺序，逐层对数据进行封装，再通过以太网将数据发送出去。接收数据时，从下而上的顺序，逐层对数据进行解封装，最终恢复成原始数据。