4.7 网关

网关（Gateway）又称协议转换器，在网络层以上实现网络互联，是最复杂的网络互联设备。

1.网关与路由器的区别

（1）网关：用于不同的通信协议、不同的数据格式或异构网络等完全不同的两种网络互联。网关是一个翻译器，对收到的信息要重新打包，以适应目的网络的需求。网关也可以提供路由功能、数据过滤和数据安全功能。既可以用于广域网互联，也可以用于局域网互联。

网关实质上是连接异构网络的通信接口设备和应用程序。不仅具有转换通信协议功能，还具有路由功能，从而使不同结构的网络之间进行互联互通。

协议转换是数据包拆包/重新封装的过程，取决于网关两边的网络及协议类型，没有限定在哪一层工作。

我们所讲的“网关”均指TCP/IP下的网关。只有设置好网关的IP地址，才能实现不同网络之间的相互通信。网关的IP地址是具有路由功能设备的IP地址。

比如要互联网络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；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1～192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机上，TCP/IP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。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，就把数据包转发给网络A自己的网关，再由网络A的网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。

子网掩码：是一个与IP地址结合使用的32位地址，主要作用有两个：一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上还是在远程网上；二是为了减少IP地址的浪费，可以用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。图4-17是通过网关把视频监控网、空调和供电网、火灾报警网三类不同的数据通信网络互联成一个数据传输网络。

（2）路由器：路由器的主要作用是寻址及转发，它会根据信道的情况自动选择和设定最佳路径的路由，是多个同类子网络互联的组件。可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，按前后顺序发送信号。

理论意义上的路由器是不具备通信协议转换功能的。具有协议转换功能的路由器，可以作为网关使用。

2.家庭网关

家庭网关又称家用路由器，现已成为移动互联网时代的家庭娱乐数据中心、智能家庭网络中心。家用路由器=二层交换机+路由器+防火墙+网关。

家庭网关是家庭内部网络与外部互联网连接的桥梁，将多个计算机连接到Internet上，提供Internet访问、收看IPTV高清数字电视服务，还能通过Internet遥控各种家用电器，实现系统信息采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制等功能。

智能家庭网关是家居智能化的心脏，集高清IPTV、私有云、智能家居、Wi-Fi无线路由、多屏游戏、手机APP控制家居照明系统、安防系统、门禁系统、音箱电视娱乐系统等功能于一身，如图4-18所示。