概述
网关
- 概念
- 举例说明
- 传输
- 协议组成
- 四种路由器
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连,是复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、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。同层–应用层。
概念
大家都知道,从一个房间走到另一个房间,必然要经过一扇门。同样,从一个网络向另一个网络发送信
网关
网关
息,也必须经过一道“关口”,这道关口就是网关。顾名思义,网关(Gateway) [1] 就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。也就是网络关卡。
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层以上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连 [1] 。
举例说明
假设你的名字叫小不点(很小,这里你就是一个url地址,指向某个网页资源),你住在一个大院子里,你的邻居有很多小伙伴,父母是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩,只要你在院子里大喊一声
他的名字,他听到了就会回应你,并且跑出来跟你玩。
但是你家长不允许你走出大门,你想与外界发生的一切联系,都必须由父母(网关)用电话帮助你联系。假如你想找你的同学小明聊天,小明家住在很远的另外一个院子里,他家里也有父母(小明的网关)。但是你不知道小明家的电话号码,不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名单和电话号码对照表,你的老师就是你的DNS服务器。于是你在家里和父母有了下面的对话:
小不点:妈妈(或爸爸),我想找班主任查一下小明的电话号码行吗?家长:好,你等着。(接着你家长给你的班主任拨了一个电话,问清楚了小明的电话)问到了,他家的号码是211.99.99.99
小不点:太好了!妈(或爸),我想找小明,你再帮我联系一下小明吧。
家长:没问题。(接着家长向电话局发出了请求接通小明家电话的请求,最后一关当然是被转接到了小明家家长那里,然后他家长把电话给转到小明).
就这样你和小明取得了联系。
如果搞清了什么是网关,默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样,一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。默认网关。默认网关一般填写192.168.x.1
传输
传输网关用于在2个网络间建立传输连接。利用传输网关,不同网络上的主机间可以建立起跨越多个网络的 级联的、点对点的传输连接。例如通常使用的路由器就是传输网关,“网关”的作用体现在连接两个不同的网段,或者是两个不同的路由协议之间的连接,如RIP,EIGRP,OSPF,BGP等。
协议组成
OSPF协议由Hello协议、交换协议、扩散协议组成。本文仅介绍Hello协议,其他两个协议可参考RFC2328中的具体描述。
当路由器开启一个端口的OSPF路由时,将会从这个端口发出一个Hello报文,以后它也将以一定的间隔
周期性地发送Hello报文。OSPF路由器用Hello报文来初始化新的相邻关系以及确认相邻的路由器邻居之间的通信状态。
对广播型网络和非广播型多路访问网络,路由器使用Hello协议选举出一个DR。在广播型网络里,Hello报文使用多播地址224.0.0.5周期性广播,并通过这个过程自动发现路由器邻居。
在NBMA网络中,DR负责向其他路由器逐一发送Hello报文。
第一步:建立路由器的邻接关系:
所谓“邻接关系”(Adjacency)是指OSPF路由器以交换路由信息为目的,在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。路由器首先发送拥有自身ID信息(Loopback端口或最大的IP地址)的Hello报文。与之相邻的路由器如果收到这个Hello报文,就将这个报文内的ID信息加入到自己的Hello报文内。如果路由器的某端口收到从其他路由器发送的含有自身ID信息的Hello报文,则它根据该端口所在网络类型确定是否可以建立邻接关系。在点对点网络中,路由器将直接和对端路由器建立起邻接关系,并且该路由器将直接进入到第三步操作:发现其他路由器。若为MultiAccess网络,该路由器将进入选举步骤。
第二步:选举DR/BDR:
不同类型的网络选举DR和BDR的方式不同。MultiAccess网络支持多个路由器,在这种状况下,OSPF需要建立起作为链路状态和LSA更新的中心节点。选举利用Hello报文内的ID和优先权(Priority)字段值来确定。优先权字段值大小从0到255,优先权值最高的路由器成为DR。如果优先权值大小一样,则ID值最高的路由器选举为DR,优先权值次高的路由器选举为BDR。优先权值和ID值都可以直接设置。
第三步:发现路由器:
在这个步骤中,路由器与路由器之间首先利用Hello报文的ID信息确认主从关系,然后主从路由器相互交换部分链路状态信息。每个路由器对信息进行分析比较,如果收到的信息有新的内容,路由器将要求对方发送完整的链路状态信息。这个状态完成后,路由器之间建立完全相邻(FullAdjacency)关系,同时邻接路由器拥有自己独立的、完整的链路状态数据库。在MultiAccess网络内,DR与BDR互换信息,并同时与本子网内其他路由器交换链路状态信息。Point-to-Point或Point-to-MultiPoint网络中,相邻路由器之间信息。
第四步:选择适当的路由器:
当一个路由器拥有完整独立的链路状态数据库后,它将采用SPF算法计算并创建路由表。OSPF路由器依据链路状态数据库的内容,独立地用SPF算法计算出到每一个目的网络的路径,并将路径存入路由表中。OSPF利用量度(Cost)计算目的路径,Cost最小者即为最短路径。在配置OSPF路由器时可根据实际情况,如链路带宽、时延或经济上的费用设置链路Cost大小。Cost越小,则该链路被选为路由的可能性越大。
第五步:维护路由信息:
当链路状态发生变化时,OSPF通过Flooding过程通告网络上其他路由器。OSPF路由器接收到包含有新信息的链路状态更新报文,将更新自己的链路状态数据库,然后用SPF算法重新计算路由表。在重新计算过程中,路由器继续使用旧路由表,直到SPF完成新的路由表计算。新的链路状态信息将发送给其他路由器。值得注意的是,即使链路状态没有发生改变,OSPF路由信息也会自动更新,默认时间为30分钟。OSPF路由器之间使用链路状态通告(LSA)来交换各自的链路状态信息,并把获得的信息存储在链路状态数据库中。各OSPF路由器独立使用SPF算法计算到各个目的地址的路由。OSPF协议支持分层路由方式,这使得它的扩展能力远远超过RIP协议。当OSPF网络扩展到100、500甚至上千个路由器时,路由器的链路状态数据库将记录成千上万条链路信息。为了使路由器的运行更快速、更经济、占用的资源更少,网络工程师们通常按功能、结构和需要,把OSPF网络分割成若干个区域,并将这些区域和主干区域根据功能和需要相互连接,从而达到分层的目的。
四种路由器
在OSPF多区域网络中,路由器可以按不同的需要,同时成为以下四种路由器中的几种:
1、内部路由器:所有端口在同一区域的路由器,维护一个链路状态数据库。
2、主干路由器:具有连接主干区域端口的路由器。
3、区域边界路由器(ABR):具有连接多区域端口的路由器,一般作为一个区域的出口。ABR为每一个所连接的区域建立链路状态数据库,负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域,而主干区域上的ABR则负责将这些信息发送到各个区域。
4、自治域系统边界路由器(ASBR):至少拥有一个连接外部自治域网络(如非OSPF的网络)端口的路由器,负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。OSPF路由器之间交换链路状态公告(LSA)信息。OSPF的LSA中包含连接的接口、使用的Metric及其他变量信息。OSPF路由器收集链接状态信息并使用SPF算法来计算到各节点的最短路径。
搜网关
最后
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