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想出网关？你需要懂得这些

网关

最近没事在看极客时间上刘超老师的《趣谈网络协议》那门课程，其中有一篇讲得非常有意思，也有些难以理解，我以我的角度来谈谈 。
mac 头和 IP 头细节想要跨网段访问的话，有一关是必须要过的:网关（ Gateway ）
配置好 IP 地址和网关之后，就能够自由访问上网了，想访问哪儿网站就访问哪儿个网站，各种浪 。但是在进行跨网访问的时候，会牵扯到 MAC 地址和 IP 地址的变化，所以咱们先来知道一下 MAC 头和 IP 头的细节 。
MAC 头和 IP 头的细节（画的不是太好哈）:
 

想出网关？你需要懂得这些

文章插图
 
 
简单来说一下内容:
目标 MAC 地址和源 MAC 地址应该不需要说明什么了，协议类型是为了说明里面是 IP 协议
版本（ Version ）:占 4 位，用来表明 IP 协议实现的版本号，目前来说主流还是 IPV4
服务类型 TOS （ Type of Service ）:占 8 位，其中前 3 位比特为优先权字段，第 8 位保留未用，第 4 至 7 位分别代表延迟，吞吐量，可靠性和花费 。
总长度:占 16 位，说明整个数据报的长度（以字节为单位）,最大长度为 65535 字节
标识:占 16 位，用来唯一标识主机发送的每一份数据报，通常每发一份报文，它的值会加 1
标志:占 3 位，标志一份数据报是否要求分段
片偏移:占 13 位，如果一份数据报要求分段的话，该字段指明该段偏移距原始数据报开始的位置
生存期 TTL （ Time to Live ）:占 8 位，用来设置数据报最多可以经过的路由器数，由发送数据的源主机设置，通常为 32，64，128 等 。没经过一个路由器，它的值减 1，直到 0 时该数据报被丢弃 。
协议:占 8 位，用来说明 IP 层所封装的上层协议类型，如 ICMP（ 1 ），IGMP（ 2 ），TCP（ 6 ），UDP（ 17 ）等 。首部校验和:占 16 位，根据 IP 头部计算得到的校验和码 。
源 IP 地址，目标 IP 地址:各占 32 位，用来标明发送 IP 数据报文的源主机地址和接收 IP 报文的目标主机地址 。
在任何一台机器上，如果想要访问另一个 IP 地址时，都会先判断，要访问的目标 IP 地址，与当前机器 IP 地址是否在同一个网段内 。
【想出网关？你需要懂得这些】如果是同一个网段，这就好说了，直接将源地址和目标地址放入到 IP 头中，然后通过 ARP 得到 MAC 地址，将源 MAC 和目标 MAC 放入 MAC 头中，发出去就 OK 了 。
但是如果不是同一个网段呢，这就需要发往默认网关 Gateway 了 。Gateway 的地址一定是和源 IP 地址是同一个网段的，如果不是第一个，就是第二个 。比如，192.168.1.0/24 这个网段，Gateway 一般就是 192.168.1.1/24 或者 192.168.1.2/24。因为网关和源 IP 地址在同一个网段内，所以发给 Gateway 的过程和上面同一个网段的过程是一样的 。网关接收到之后，接下来怎么处理就是它自己的事情了 。
做了上面那么多的铺垫，终于来到了今天想要说的主要内容:网关是怎么将数据跨网段发送出去的 。因为在这里面涉及到了 IP 地址和 MAC 地址的变化 。
MAC 地址是在一个局域网内才有效的地址，所以 MAC 地址只要经过网关，就一定会改变，因为经过网关就意味着换了局域网 。主要在于 IP 地址是否改变 。如果 IP 地址不改变，那我们就将网关称为转发网关；如果 IP 地址改变，则将网关称为 NAT 网关 。
转发网关先来说一下转发网关:
 
想出网关？你需要懂得这些

文章插图
 
 
如图，我们能够看到，服务器 A 的 IP 地址为 192.168.1.101/24 ，服务器 B 的 IP 地址为 192.168.4.101/24 ，现在服务器 A 想要访问服务器 B，不在同一个网段内，怎么办呢?肯定要经过网关的，对吧（因为 IP 头和 MAC 头里面的内容太多了，在这里主要写出 MAC 和 IP 内容）
此时，服务器 A 会给路由器 A 发送这样的内容:
源 MAC :服务器 A 的 MAC目标 MAC : 路由器 A 的 MAC源 IP : 192.168.1.101 （即服务器 A 的 IP ）目标 IP : 192.168.4.101 （即服务器 B 的 IP ）路由器 A 接收到内容之后，发现是想访问 192.168.4.0/24 的，根据配置的路由规则，将要发送的内容通过 192.168.2.1 这个口发送出去，发送给路由器 B 的内容是这样的:
 
源 MAC :路由器 A 的 MAC目标 MAC : 路由器 B 的 MAC源 IP : 192.168.1.101 （即服务器 A 的 IP ）目标 IP : 192.168.4.101 （即服务器 B 的 IP ）路由器 B 接收到了来自路由器 A 的内容，它发现是想访问 192.168.4.0 这个地址，根据配置的路由规则，需要从 192.168.4.1 这个口出去，这样就能发给服务器 B，此时路由器 B 发送的包是这样的:


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