什么是网关？网关的工作原理及应用场景详解

什么是网关？网关的工作原理及应用场景详解

网关是网络通信中的关键设备，它在不同网络之间搭建起沟通的桥梁，使得数据能够跨越网络边界实现传输。本文将为您详细介绍网关的概念、作用、工作原理以及与路由器的区别，并通过具体应用场景帮助您更好地理解网关在网络中的重要性。

什么是网关？

网关是从一个网络连接到另一个网络的“关口”，是网络设备用于与本地网络之外的其他网络进行通信的关键关卡，当用户访问一个不在本地网络中的资源时，用户的设备会将数据包发给网关，由网关处理数据解析、转换和转发工作。简而言之，网关是连接本地网络和外部网络的重要桥梁，确保不同网络间的数据信息可以准确传输，从而实现两个网络之间顺利通信。

为什么需要网关？

网关在不同网络之间的连接和数据交换中起到了至关重要的作用，是本地网络与外部网络之间通信的桥梁，实现不同网络之间的数据转换，使得网络间能够互相通信。网关是网络互通中不可缺少的网络节点，它的主要功能有：

• 实现网络互联互通：网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。不同网络使用不同的协议和通信方式，无法实现直接通信，通过网关，可以实现数据的转换，将不同网络连接起来。

• 提供安全性：网关通过设置访问控制和安全策略，可以限制非法报文攻击，保护数据的安全，从而提高网络安全性。

• 实现网络管理：网关可以将不同网络的数据进行整合和处理，从而对连接的设备进行管理，具有检测设备的运行状态、配置管理和故障诊断等功能。

网关是如何工作的？

如下图所示，网关部署在网络边缘侧，并管理该网络内部或者外部的所有数据。当一个网络需要和另一个网络通信时，数据包被传输到网关，然后再通过最优的路由路径传递到目的网络。以物流网络类比，网关就如同小区的快递驿站，如果要寄一个包裹，只需要把要寄的目的地址告诉快递驿站，无需关心它是如何运输的，中间需要经过多少次物流中转。

网关主要通过以下步骤实现一次数据传输：

• 接收源数据：网关接收来自于源网络PC的请求报文。

• 发送源数据：网关对接收到PC的请求报文转换成目的网络可以解析的数据格式，并发送给目的网络。

• 接收目的数据：网关接收来自于目的网络的响应报文。

• 发送目的数据：网关对接收到的响应报文转换成源网络PC可以解析的数据格式，并发送给源网络。

总的来说，网关的工作原理就是接收、解析、转换和转发数据，使得不同网络中的设备可以相互通信和交换数据，从而实现不同网络之间的通信。

网关和路由器的区别？

路由器主要用于数据包的转发，而网关则用于不同网络之间的协议转换和连接。从以下三点了解两者的不同：

1. 网络传输位置

• 网关：通常工作在应用层（第七层），通常位于网络的边缘，能够连接不同协议的网络，处理协议转换、数据格式转换等。

• 路由器：通常工作在网络层（第三层），通常位于网络内部，确定设备所在的网络位置，以包为单位进行数据的发送。

2. 功能应用

• 网关：通常能够连接使用不同协议的网络，它可以在不同的网络之间进行数据转换，例如将局域网和互联网连接起来。

• 路由器：主要用于数据包的转发，路由器能够根据目标IP地址转发数据包，并且能够选择最优路径来传输数据包。

3. 部署范围

• 网关：一个网络通常只有一个网关，用于连接本地网络与外部网络之间的通信。

• 路由器：一个网络可以有多个路由器，用于实现网络内部的数据传输和路由转发。

网关的应用场景有哪些？

网关是一种网络设备，通常部署在网络的边界，它在不同网络之间进行连接和数据转发，在许多应用场景中起到关键作用。当前AR路由器也有一些典型应用场景：

1. 互联网接入网关

如下图所示，RouterA、RouterB和RouterC分别作为企业内部网络的出口网关，支持无线（3G/LTE/5G）和有线方式（GE/FE）接入Internet，为企业提供高性价比、高可靠的网络互联方案。针对企业不同的网络需求，AR路由器支持配置以下功能：

• 企业分支机构支持通过GE/FE链路等有线方式接入Internet，也支持通过3G/LTE/5G等无线方式接入Internet。通过有线接入时，AR路由器支持通过配置静态IP、作为DHCP Client通过DHCP方式获取IP或作为PPPoE Client通过PPPoE拨号等方式上网。

• 由于企业分支机构外网地址资源有限，AR路由器支持配置网络地址转换NAT（Network Address Translation）功能实现内网用户（使用私有IP地址）访问外部资源。

• 为了企业用户能过通过域名访问网络资源，AR路由器支持作为DNS客户端，使用DNS协议从DNS Server动态获得域名对应的IP地址，使得企业内网有用户可以通过域名访问网络服务器资源。

2. 物联网关

物联网网关（IoT Gateway）在智能家居、智慧城市、工业领域，充当连接物联网设备、云网络的管道，让具有独立功能的普通物体实现互联互通。主要通过边缘计算网关支持的各种物联接口（IP 化 PLC/RF/RS485/RS232 等）连接各种传感器和终端，实现终端设备接入。如下图所示，物联场景由平台及应用层、网络层和感知层三部分组成：

• 平台及应用层：包括行业 IoT 平台及 控制器。行业 IoT 平台根据接收到的物联网数据进行分析计算、策略生成与结果呈现。控制器完成对海量终端、网络、数据的统一管理，使能上层行业IoT 应用。

• 网络层：主要功能包括网络连接建立与维护、数据收集和前端处理，按需进行本地分析和决策，并将筛选后的数据按需回传云端。

• 感知层：物联接入层，负责接入海量的各类传感器和智能终端。