第三节-网关技术
网关技术基础教程
网关曾经是很容易理解的概念。
在早期的因特网中，术语网关即指路由器。
路由器是网络中超越本地网络的标记，这个走向未知的“大门”曾经、现在仍然用于计算路由并把分组数据转发到源始网络之外的部分，因此，它被认为是通向因特网的大门。
随着时间的推移，路由器不再神奇，公共的基于IP的广域网的出现和成熟促进了路由器的成长。
现在路由功能也能由主机和交换集线器来行使，网关不再是神秘的概念。
现在，路由器变成了多功能的网络设备，它能将局域网分割成若干网段、互连私有广域网中相关的局域网以及将各广域网互连而形成了因特网，这样路由器就失去了原有的网关概念。
然而术语网关仍然沿用了下来，它不断地应用到多种不同的功能中，定义网关已经不再是件容易的事。
目前，主要有三种网关：协议网关应用网关安全网关唯一保留的通用意义是作为两个不同的域或系统间中介的网关，要克服的差异本质决定了需要的网关类型。
一、协议网关协议网关通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。
这一转换过程可以发生在OSI参考模型的第2层、第3层或2、3层之间。
但是有两种协议网关不提供转换的功能：安全网关和管道。
由于两个互连的网络区域的逻辑差异，安全网关是两个技术上相似的网络区域间的必要中介。
如私有广域网和公有的因特网。
这一特例在后续的❽组合过滤网关❾中讨论，此部分中集中于实行物理的协议转换的协议网关。
1、管道网关管道是通过不兼容的网络区域传输数据的比较通用的技术。
数据分组被封装在可以被传输网络识别的帧中，到达目的地时，接收主机解开封装，把封装信息丢弃，这样分组就被恢复到了原先的格式。
例如在下图中，IPv4数据由路由器A封装在IPv6分组中，通过IPv6网络传递给一个IPv4主机，路由器解开IPv6的封装，把还原的IPv4数据传递给目的主机。
管道技术只能用于3层协议，从SNA到IPv6。
虽然管道技术有能够克服特定网络拓扑限制的优点，它也有缺点。
管道的本质可以隐藏不该接受的分组，简单来说，管道1 2∙下一页可以通过封装来攻破防火墙，把本该过滤掉的数据传给私有的网络区域。
知识点3.15-网络组网设备-网关
NAT代理工作原理：
网络组网设备-网关
网关的代理技术 Proxy代理
NAT代理
网络组网设备-网关 应用层代理 网络层代理
1.多用户同时访问Internet； 2.在内部网络和外部网络之间筑起防火墙；
计费网关
3.通过缓存区的使用降低网络通信费用；
4.对局域网用户进行访问权限和信息计费的管理；
5.对进入局域网的Internet信息实现访问内容控制；
网关的定义
OSI体系结构
网关指传输层以上 的协议转换器。
网络组网设备-网关
TCP/IP体系结构
网关指网络层中继 设备即路由器。
网关的定义
传输网关
用于在两个网络间 建立传输连接。
网络组网设备-网关
应用网关
用于在应用层上进 行协议转换。
网关的基本类型
网络组网设备-网关
网关通过使用适当的硬件与软 件，实现不同网络协议之间的转换 功能，硬件提供不同网络的接口， 软件实现不同互联网协议之间的转 换。
网络组网设备-网关
网络组网设备-网关
学习内容： 网关的基本类型 网关的应用场合 网关中的代理技术
网关的定义
网络组网设备-网关
路由器： 数据的转发 防火墙： 数据安全性验证 网络服务： VPN服务
网关的定义
网络组网设备-网关
网关又称为网间连接器、协议 转换器。许多标准化组织将网关一 词泛指所有网络互联设备。
网络组网设备-网关
网关的代理技术 Proxy代理
网络组网设备-网关
NAT代理
NAT代理
Network Address Translation
网络地址转换技术
网关型代理
局域网内部的“私有互联网IP地址”通过NA法访问。
网关工作原理
网关工作原理
网关工作原理指的是网络中的一个设备或软件，用于连接不同网络之间的通信，并实现数据转发和协议转换等功能。
其工作原理如下：
1. 数据传输：网关首先通过一个或多个接口与不同的网络相连，例如将局域网与广域网相连。
它接收从一个网络发送过来的数据包，并根据目标地址来确定下一跳的目的地。
2. 数据转发：当收到数据包后，网关会检查数据包的目标地址，并根据预设的路由表来确定数据包的下一跳路由器或网关。
然后，它会将数据包转发到正确的目标网络或设备。
3. 协议转换：在连接不同的网络之间进行通信时，网关可能需要进行协议转换。
例如，当局域网上的设备需要与广域网上的设备通信时，网关可以将局域网上的数据从以太网协议转换为IP协议，从而实现不同网络之间的通信。
4. 网络安全：网关还负责网络安全方面的工作，例如数据包过滤、防火墙设置、安全隔离等。
它可以监控和控制数据包的流量，以保护网络免受恶意攻击和未授权访问。
总之，网关在网络中扮演着重要的角色，通过转发数据包和转换协议等功能，实现了不同网络之间的连接和通信。
同时，它还能提供网络安全保护，确保数据的安全传输。
网关详解PPT课件
网关能够互连异类的网络。比如： Microsoft Windows NT Server 到SNA（IBM 的System Network Architecture）。
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设备和OSI框图
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小结
• 网络互连是将分布在不同地理位置的网络连 接起来，以构成更大规模的互连网络系统，
实现更大范围内互连网络资源的共享；
• 网络互连类型主要有：局域网-局域网互连、 局域网-广域网互连、局域网-广域网-局域网 互连，以及广域网-广域网互连；
• 根据网络层次的结构模型，网络互连的层次 可以分为：在物理层实现互连、在数据链路
•
但是你不被允许走出大门，你想与外界发生的一切联系，
都必须由门口的李大爷（网关）用电话帮助你联系。假如你想
层实现互连、在网络层实现互连，以及在传 输层及以上的各层实现互连；
• 基本的互连的设备有中继器、网桥、路由器
与网关；
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• 中继器是在物理层上实现网络互连的设备，它的 作用是信号的放在与转发。可以连接不的介质。
• 网桥是在数据链路层上实现网络互连的设备，它 能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传
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）。
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• 假设你的名字叫小不点，你住在一个大院子里，你的邻居有很 多小伙伴，在门口传达室还有个看大门的李大爷，李大爷就是 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。
什么是网关网关的作用是什么
什么是网关网关的作用是什么
网关是计算机网络中的一种设备或软件，用于连接两个不同的网络，
并在这两个网络之间进行数据的传输和转换。
网关的作用是在不同协议的
网络之间充当中介的角色，将来自一个网络的数据转换为另一个网络所需
要的格式。
网关的作用可以分为以下几个方面：
1.数据传输：网关可以将数据从一个网络传输到另一个网络。
当两个
网络使用不同的协议或通信方式时，网关可以将数据包的格式进行转换，
以便在目标网络上正确地传输和解析数据。
3.安全控制：网关可以用于实施网络安全策略，控制数据包的进出。
它可以对数据包进行过滤、检查和修改，以保证网络的安全性。
例如，通
过使用网络地址转换（NAT）功能，网关可以隐藏内部网络的真实IP地址，从而增加网络的安全性。
4.负载均衡：网关可以根据网络中的流量状况，将数据包分配到多个
目标网络中，以实现负载均衡。
通过将流量分散到多个目标网络上，网关
可以提高整个网络的性能和可靠性。
5.远程访问：网关可以提供远程用户通过安全通道访问内部网络的功能。
通过VPN技术，网关可以为远程用户提供与内部网络相同的访问权限，使得用户可以安全地连接到公司网络，并使用公司资源。
总之，网关在计算机网络中起着至关重要的作用，它连接不同的网络，实现数据的传输和转换，同时提供安全控制和负载均衡等功能。
通过使用
网关，可以实现网络的互联互通，提高网络的性能和可靠性，并保证网络
的安全性。
网关分析报告
网关分析报告1. 简介本报告旨在对网关进行分析，并提供有关其功能、架构和安全性的详细信息。
网关是一个能够连接多个网络的系统或设备。
它允许不同网络之间的通信，通过转发数据包来完成数据传输。
本文将介绍网关的基本概念、工作原理，并讨论其在网络安全中的重要性。
2. 概念和功能网关是一个网络通信设备，位于不同网络之间，可将数据包从一个网络转发到另一个网络。
以下是网关的主要功能：•路由器功能：网关将数据包从一个网络路由到另一个网络。
它通过查看目标地址来确定下一跳，并将数据包转发到正确的网络。
•协议转换功能：网关可以将数据包从一个协议转换为另一个协议，以便不同类型的网络能够相互通信。
•安全性控制功能：网关可以提供安全性控制，例如防火墙和入侵检测系统（IDS）。
它可以检查数据包并根据预定义的规则集过滤或阻止某些类型的流量。
•负载均衡功能：网关可以平衡网络流量，以确保网络资源的高效使用。
它可以将流量从一个网络主动平衡到另一个网络，以避免网络拥塞。
3. 网关架构网关可以采用多种不同的架构和技术。
以下是常见的网关架构示例：•路由器网关：使用路由器作为网关设备，通过查看目标地址来路由数据包。
它可以是单一的路由器或一组路由器，形成一个路由器集群。
•代理网关：使用代理服务器作为网关设备。
它在客户端和服务器之间进行数据传输，隐藏实际的服务器地址，并提供缓存和安全性控制功能。
•防火墙网关：使用防火墙作为网关设备。
它检查传入和传出的数据包，并根据预定义的规则集允许或阻止特定类型的流量。
4. 网关的重要性网关在网络中起着至关重要的作用，特别是在以下方面：4.1 提供连通性网关连接不同类型的网络，使它们能够相互通信。
它提供了跨网络之间数据传输的有效方式。
例如，互联网是由许多不同的网络组成的，网关使这些网络能够相互联系。
4.2 提高网络性能网关可以通过负载均衡功能来优化网络性能。
它可以将流量平均分配到不同的网络，避免某个网络拥塞，提高整个网络的速度和响应时间。
网关的原理
网关的原理
网关是一个网络设备，用于连接两个不同网络，例如连接局域网和广域网。
它充当了网络的中继站，负责转发数据包。
下面是网关的一些基本原理：
1. IP地址转发：网关在两个不同网络之间具有两个IP地址，一个用于局域网内部，另一个用于连接广域网。
当数据包从局域网传输到广域网时，网关根据目标IP地址进行判断，并将数据包转发到正确的网络。
2. 路由选择：网关具有路由选择功能，根据不同网络的距离和优先级，选择最佳的路径进行数据的传输。
它能够根据路由表中的规则判断数据包的下一跳，并将其转发到适当的路由器。
3. 网络地址转换：网关可以执行网络地址转换(NAT)，允许局域网中的多个设备共享同一个公共IP地址。
当数据包从局域网传输到广域网时，网关会将局域网内设备的私有IP地址转换成公共IP地址，以便数据能够在广域网中正确传输。
4. 安全过滤：网关可以实施安全策略，过滤未经授权或危险的数据包。
它可以通过配置访问控制列表(ACL)来限制特定IP
地址或协议的访问，从而提高网络的安全性。
5. 包检查和错误处理：网关可以对传入和传出的数据包进行检查，并针对错误或有问题的数据包执行相应的处理。
例如，如果数据包的目标地址不存在或错误，网关可以将其丢弃或发送错误消息给发送方。
总的来说，网关在不同网络之间充当桥梁，负责转发数据包、执行路由选择和地址转换，并提供安全过滤和错误处理。
它是实现网络互联和数据传输的关键设备。
网关的作用
网关的作用
网关是一种网络设备，用于连接不同类型的网络，并实现数据转发和协议转换的功能。
其作用主要有以下几个方面：
1. 实现不同网络之间的连接：网关可以将局域网和广域网、不同的协议、不同的物理介质等进行连接，从而实现不同网络之间的数据交换和通信。
2. 数据转发功能：当两个网络之间的通信需要经过网关时，网关可以将数据包从一个网络转发到另一个网络。
它会根据目的地址对数据进行正确的转发，保证数据能够准确到达指定的目的地。
3. 协议转换功能：不同的网络使用不同的通信协议，网关可以对不同协议之间的数据进行转换。
通过网关，可以将一种协议的数据转换成另一种协议的数据，使得不同网络之间能够进行有效的通信。
4. 安全性和防火墙功能：网关可以实现网络的安全访问控制和数据包过滤，用于保护网络的安全。
通过设置安全策略，网关可以阻止未经授权的访问和恶意攻击，提高网络的安全性。
5. 地址转换和网络地址转换（NAT）：网关可以实现不同网
络之间的地址转换，用于解决IP地址冲突的问题。
通过网关，可以将一个公网IP地址与多个私网IP地址进行映射，实现多
个内网设备共享单一公网IP地址的功能。
6. 增强网络性能：网关可以对网络流量进行管理和优化，实现负载均衡和流量控制的功能。
通过网关，可以将网络流量分发到不同的网络通路上，提高网络的传输效率和性能。
总之，网关在网络通信中起到桥梁和传输数据的作用，并同时实现数据转发、协议转换、安全访问控制等功能，为网络提供稳定、安全和高效的通信环境。
网关的功能
网关的功能网关是指在不同的网络协议之间完成互联互通的设备或软件。
它在多个网络之间充当中间站的角色，负责将数据从一个网络传输到另一个网络，并进行协议转换。
下面将对网关的功能进行具体介绍。
1. 数据转发网关主要的功能之一是数据转发，它可以将来自一个网络的数据包转发到另一个网络。
当一个网络的设备向另一个网络的设备发送数据时，数据首先会到达网关，然后由网关转发到目标网络。
这样就实现了不同网络之间的数据传输。
2. 协议转换不同的网络可能采用不同的协议，而网关可以进行协议转换，将来自一个网络的数据包从一个协议转换为另一个协议。
这样就使得不同网络之间的设备能够互相通信，无论它们使用的协议是何种类型。
3. 安全性控制网关还具有安全性控制的功能，它可以对数据进行过滤和监控，以确保网络中的数据传输是安全的。
网关可以检查传入和传出的数据包，根据特定的规则和策略来确定哪些数据包是允许通过的，哪些是禁止的。
这样可以提高整个网络的安全性，避免潜在的网络攻击和威胁。
4. 负载均衡网关还可以进行负载均衡，它可以将来自多个源的数据包分发到多个目标，以避免网络拥塞和负载过大。
通过将数据包分流到不同的目标，可以提高网络的性能和效率。
5. 网络地址转换在一个网络中，每个设备都会有一个唯一的IP地址，而不同的网络中可能使用相同的IP地址。
网关可以通过网络地址转换（NAT）来解决这个问题，它可以将来自一个网络的数据包的源IP地址和目标IP地址转换为另一个网络中的IP地址，从而实现不同网络之间的通信。
6. QoS支持网关还可以支持服务质量（QoS），它可以对数据包进行优先级分类和处理，以确保关键数据的传输和处理具有较高的优先级和带宽。
QoS的支持可以提供更好的网络性能和用户体验。
综上所述，网关在不同网络之间起到了重要的桥梁作用，通过数据转发和协议转换，实现了不同网络之间的通信；通过安全性控制和负载均衡，提高了网络的安全性和性能；通过网络地址转换和QoS支持，解决了网络地址冲突和数据传输的优先级问题。
gateway 原理及流程
gateway 原理及流程
网关（Gateway）是指连接两个不同网络的设备，它可以是硬件
设备或者软件程序，用于在不同网络之间传输数据。
网关的原理和
流程涉及到网络通信、数据转发和协议转换等方面。
网关的原理包括数据包的转发和协议转换。
当数据包从一个网
络传输到另一个网络时，网关负责接收数据包，然后根据目标地址
将数据包转发到目标网络中。
在这个过程中，网关还可能会进行协
议转换，将一种网络协议的数据包转换成另一种网络协议的数据包，以确保不同网络之间的通信顺利进行。
网关的流程通常包括以下几个步骤：
1. 接收数据包，网关首先接收来自源网络的数据包。
2. 目标地址识别，网关根据数据包中的目标地址信息，确定数
据包需要转发到哪个目标网络。
3. 转发数据包，网关将数据包转发到目标网络中。
4. 协议转换（可选），如果目标网络使用的是不同的网络协议，网关可能会进行协议转换，将数据包从源网络协议转换成目标网络
协议，然后再转发出去。
网关的原理和流程涉及到数据包的传输和转发，以及协议转换
等技术细节。
在实际应用中，网关可以用于连接不同类型的网络，
比如连接局域网和互联网，连接有线网络和无线网络等。
它在网络
通信中起着至关重要的作用，确保不同网络之间的数据能够正确地
传输和交换。
网关的工作原理
网关的工作原理一、网关的概念网关这一术语其实有很长的历史了。
它最早是指在两个局域网或者两台大型机器之间提供从物理层到应用层的通信路径的设备。
由于可以互联网络，所以这种应用的网关最早是指路由器，而且直到现在还有人这样使用。
但是从根本上讲，网关不能完全被归为一种网络硬件。
网关可以概括为能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品。
特别地，它们可以使用不同的格式、通信协议或结构连接起两个通信系统。
从原理上讲，网关实际上是通过重新封装信息以使它们能被另一个系统处理。
网关主要是用于连接不同体系结构或不同规模的网络。
二、网关的分类目前，主要有三种网关：协议网关、应用网关和安全网关。
1 协议网关协议网关通常在使用不同协议的网络区域间做协议转换。
这一转换过程可以发生在OSI参考模型的第二层、第三层或者第二层、第三层之间。
例：2 应用网关应用网关是在使用不同数据格式间翻译数据的系统。
例：E－mail可以以多种格式实现，提供E－mail的服务器可能需要与各种格式的邮件服务器交互，实现此功能唯一的方法是支持多个网关接口。
3 安全网关防火墙是放在多个网络之间的系统或系统组合，是控制网络间通信的网关。
它的特点是：从里到外和从外到里的所有通信都必须通过防火墙。
只有本地安全策略授权的通信才允许通过。
防火墙本身是免疫的，不会被穿透。
三、防火墙的体系结构21世纪是网络经济时代，Internet已经走进千家万户，当我们尽情地在Internet上畅游时，往往把网络的安全问题抛在脑后。
其实危险无处不在，防火墙是网络安全的一个重要防护措施，用于对网络和系统的保护。
监控通过防火墙的数据，根据管理员的要求，允许和禁止特定数据包的通过，并对所有事件进行监控和记录。
最简单的防火墙配置，就是直接在内部网和外部网之间加装一个包过滤路由器或者应用网关。
为更好地实现网络安全，有时还要将几种防火墙技术组合起来构建防火墙系统。
目前比较流行的有以下三种防火墙配置方案。
gateway技术原理及其应用
gateway技术原理及其应用
网关技术是一种网络技术，它可以在不同网络之间实现互联，使网络之间的数据能够互相交换和共享。
它最主要的特点是，不管是什么物理层和数据链路层协议，不论使用两种不同的网络技术（如TCP/IP和X.25），都可以实现数据在网络之间的交换。
网关技术通常用于两个或多个不同网络之间建立连接，在本地网络上，可以通过网关来共享远程网络中的资源，比如远程文件共享。
此外，网关技术也可以用于构建安全的隧道，可以穿越防火墙。
一般来说，网关技术的主要用途包括：通过不同的网络之间的跨网络访问；实现跨网络的动态路由；保护网络的安全性；实现路由调度及管理；以及分发消息等功能。
gateway底层原理
gateway底层原理
Gateway底层原理是指网关的基本工作原理和实现机制。
网关是一种连接两个或多个网络的设备，它可以在不同的物理层、数据链路层和网络层之间进行协议转换和数据交换。
在互联网中，网关起到了重要的桥梁作用，使得不同类型和不同协议的网络可以相互连接和通信。
网关的底层原理包括以下几个方面：
1. 网关的物理接口：网关需要至少两个物理接口来连接两个不同的网络，每个物理接口都有一个唯一的MAC地址。
2. 网关的协议转换：网关需要支持多种协议，包括IP、TCP、UDP等，它可以将一个协议转换成另一个协议，以实现不同类型网络之间的通信。
3. 网关的路由选择：网关需要根据不同的路由选择算法，选择最优的转发路径，以保证数据能够快速、安全地到达目的地。
4. 网关的数据缓存：网关可以在内部建立一些数据缓存，以提高数据转发的效率和可靠性。
5. 网关的安全性：网关需要支持各种安全协议和机制，如IPSec、SSL等，以保障数据的安全性和保密性。
总之，网关作为互联网中重要的设备之一，其底层原理涉及多个方面，需要各个方面的技术支持和完善的设计。
- 1 -。
网关工作原理
网关工作原理
网关工作原理是将两个不兼容的网络或协议连接在一起，使它们能够正常通信。
它可以理解和转换不同网络层和协议之间的数据，并进行相应的转发或路由。
网关工作原理主要包括以下几个方面：
1. 网络连接：网关通过物理或虚拟接口与不同网络连接。
每个接口连接到一个特定的网络，例如局域网(LAN)、广域网(WAN)或互联网。
2. 协议转换：不同网络使用不同的协议来交换数据，网关可以理解并转换这些协议。
例如，它可以将来自一个网络的数据包转换为另一个网络所使用的协议格式，以确保数据能够在不同网络间传递。
3. 数据转发：当数据传入网关时，它会根据目标地址和路由表决定数据的下一跳路径。
这样，数据包就可以从一个网络传递到另一个网络，实现不同网络之间的通信。
4. 安全性控制：网关还可以用于实施安全策略。
它可以监控传入和传出的数据流量，并根据设定的规则进行过滤和验证。
这可以帮助保护网络免受潜在的安全威胁。
5. 地址转换：网关也可以执行网络地址转换(Network Address Translation, NAT)。
它可以将私有IP地址转换为公共IP地址，以便内部网络可以与互联网进行通信。
总的来说，网关通过理解和转换不同的网络协议，以及控制数据的转发和安全性，实现了不同网络之间的连接和通信。
网关的工作原理
网关的工作原理
网关是一种网络设备，它可以连接两个或多个不同网络，如局域网和广域网，以便它们可以相互通信。
网关的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 接收数据：网关首先接收从一个网络发送到另一个网络的数据包。
这些数据包可能是来自互联网上其他计算机或设备的请求或响应。
2. 检查目标网络地址：网关检查接收到的数据包中的目标网络地址。
它通过比对数据包的目标IP地址和子网掩码来确定数
据包是应该发送到连接的本地网络还是路由到其他网络。
3. 查找路由：如果数据包的目标网络地址不是连接的本地网络，网关将查找路由表以确定下一跳。
路由表是网关存储的网络地址和连接信息的列表。
4. 转发数据：一旦下一跳确定，网关将数据包从一个网络转发到另一个网络。
它通过转换数据包的源IP地址和目标IP地址，以确保数据包被正确路由到目标网络。
5. 返回响应：如果目标网络返回了响应，网关将接收响应数据包，并使用类似的步骤将数据包路由回源网络。
网关在不同网络之间进行数据包路由和转发的过程中起到关键作用。
它充当了子网之间的桥梁，使得不同网络能够相互通信和交换数据。
同时，网关也可以提供额外的功能，如网络地址
转换（NAT）、防火墙、负载均衡等，以增强网络的安全性和性能。
安全网关技术应用
安全网关技术应用
安全网关技术应用在当前网络环境中扮演着至关重要的角色，它是一种网络安
全设备，用于监控和控制网络流量以保护网络安全。
安全网关技术可以有效防范网络威胁，保护企业敏感数据不受攻击，保障网络运行安全稳定。
首先，安全网关技术应用于许多企业的网络中，是网络安全的重要组成部分。
它可分为硬件和软件两种形式，可部署在网络边界、数据中心、终端等位置，有效监控和过滤进出网络的流量，识别和拦截恶意流量，阻止外部攻击者入侵企业网络。
其次，安全网关技术广泛运用于防火墙、入侵检测系统（IDS）、入侵防御系
统（IPS）、代理服务器等各种网络安全设备中。
通过安全网关技术，可以实现对
网络流量的深度检测和分析，及时发现并应对潜在网络威胁，提升网络的安全性和稳定性。
再次，安全网关技术还可用于加密隧道技术的实现，保障数据在网络传输过程
中的机密性和完整性。
利用安全网关技术建立安全通道，可保护敏感数据在公共网络上的安全传输，防止数据泄露和篡改。
此外，安全网关技术也被应用于内容过滤和访问控制方面，帮助企业管理者通
过设定策略，限制员工访问特定网站或应用，遏制恶意软件的传播，保障企业网络资源和信息安全。
总的来说，安全网关技术在当今网络安全领域扮演着不可或缺的角色。
通过合
理配置和使用安全网关技术，企业可以有效提升网络安全水平，降低网络风险，避免大规模的数据泄露和网络攻击。
在网络快速发展的今天，安全网关技术应用将成为企业网络安全建设的重要环节，值得企业重视和投入。
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第三节网关技术（选讲）一、网关的概念网关是接连异型网络的接口装置，它综合了桥接器和路由器的功能，汽车网关主要能在OSI参考模型的物理层、数据链路层和应用层上对双方不同的协议进行翻译和解释。
对于Bosch公司为奔驰600SEL等汽车开发的控制器区域网CAN1.2与CAN2.0协议之间的网关，是指为处理多个ECU的核中和CPU之间的通信而提供的一种综合接口装置，实际上就是一个Intel—16位80C196单片微机，至于美国三大汽车公司采用的SAEJ1850网络与Bosch—CAN网络之间的网关，实际上就是一个Intel—16位87C196KR单片微机。
一个网关必须具备有一个网络协议到另一个协议转换信息的能力，对于CAN协议的网关，应能涉及CAN协议4种帧类型中的两种，即数据帧和远程帧。
另外两种错误帧和超限帧，由该网关的CAN芯片硬件控制，因此，可以说网关无附加的相应性。
当然，网关必须具备有“状态位”，即在任何一个网络中发生的错误太多时，网关应有报警状态位或总线中断状态位，这样，网关就像网络中的节点那样，可以调查总线状态。
对于两个网络之间的网关，起码应具备以下特性：尽量少的传输等待时间，信息丢失或超限差错最少，能处理总线出现的差错。
二、Bosch—CAN1.2与CAN2.0版本的主要区别1991年9月，标准的1.2版本的CAN协议修订为新的2.0版本，新版本的技术关键是增加了信息标识符，也就是说，新的CAN2.0既支持标准的11位，也支持扩展后的29位信息标识。
图5位两个CAN版本的互联框图。
CAN2.0实施新的信息位，标识扩展位（IDE）使CAN操作装置能区分标准和扩展格式，但大多数现存的标准CAN—1.2版本不能使被扩展后的信息格式，在实施过程中会影响错误信息。
为了能实施29位的信息标识，Intel公司开发了品种繁多的芯片，作为CAN的汽车用户，可以采用网关使网络互联，在仅用CAN—1.2—11位信息标识的条件下，能正确响应29位标识。
三、CAN1.2与CAN2.0的信息格式信息格式是数据通信系统中关于标题、信息首部、地址、正文和结尾等的书写规定。
CAN—1.2 采用11位表示符，称为标准（1.2版本）格式；CAN—2.0采用29位标识符，称为扩展（2.0版本）格式。
标准和扩展的格式均支持4种帧类型：数据帧，载运数据；远程帧，当一个节点向另一个节点要求数据时发送；错误帧，当某个节点检测到一个消息错时发送；过载（超限）帧，当某个节点要求附加延迟时发送。
图6表示数据帧和远程帧的标准和扩展的信息格式，内容如下：SOF：起始帧（支配位），标志数据帧湖远程帧开始。
Arbitration Field：判优字段，包括信息标识位的1个或2个字段。
标准格式由1个11位字段，而扩展格式有11位和18位宽的2个字段，共29位标识符。
RTR：远程传输请求位，该位在判优字段，对于数据帧是主位，对于远程帧是从属位。
SRR：用于扩展信息中替代远程请求位，是从属的。
该位代替标准格式中的RTR位，位于扩展格式的判优字段中。
IDE：标识扩展位，对于标准格式是支配的，对于扩展格式是从属的。
该位位于扩展格式的判优字段和标准格式的控制字段中。
Control Field：控制字段。
保留位r0和r1被单作支配位发送。
4位数据长度码DLC表示数据字段中的字节数。
Data Field：数据字段。
数据字节位于数据帧（0—8字节）中。
远程帧包含零数据字节。
CRC Field：循环冗余效验字段。
该字段由1组15位虚幻冗余效验误码和1个从属的CRC分隔符位组成。
ACK Field：确认字段。
确认是1个支配位，由接收数据帧和远程帧的节点发送，紧跟着1个从属的ACK分隔位符位。
End of Frmae：帧结束。
由7个从属位结束帧。
Int：中断。
是3个用来分隔数据帧与远程帧的从属位。
表6中的位计数是用来评定网关信息传输等待时间和过速（指网关部能按数据发送速率接收数据而造成的数据丢失）敏感度。
这些信息的实际长度可能有差异，原因是“填充”位被添加到信息中。
由于信息中增加了转换，故填充位有助于同步。
5个连续等值为被发送后，填充位被插入到位流中，填充位于5个连续位反极性。
处理CRC分隔符、ACK字段和帧结束外，所有的信息字段都被填充。
四、CAN网关的布局及进行能够的主要操作如果两个CAN网络执行器是两片独立的芯片（图7），微控制器（单片微机）作为网关，那么，CAN芯片就像灵巧的随机存储器被网关读写。
一旦接收到信息，网关就执行接收CAN芯片的外部读操作，接着执行转换信息的逻辑指令，然后执行外部写操作，对第二个网络的CAN芯片做传输编成。
所以说，网关主要是执行外部读、写操作和转换信息标识符，而执行读、写操作的重要技术条件是时间，读、写所要求的时间又取决于网关和CAN芯片借口的定时特性。
图7的结构采用1组16位地址/数据总线，该总线在网关与CAN芯片间又双通信能力，CAN芯片驱动连至网关独立中断线，以利于识别中断的CAN装置。
五、CAN芯片信息结构的特点CAN芯片配置有接收和发送信息的结构。
典型的CAN芯片的信息结构支持2—15个信息客体（含有信息的实体或接收信息的实体，对客体的存取即为对其包含的信息存取）。
信息客体由存储信息标识符、数据字节和控制字节的RAM字节组成。
为提高接收信息的可靠性，CAN芯片必须在接收新信息的同时仍能处理早先接收的旧信息。
具体的做法是：采用1套带缓冲的接收信息客体或采用两个交替作确认和否认的缓冲接收信息客体（图8）。
假设所有接收信息就只被单个缓冲的接收信息客体接收。
若不用认可的过滤，起阻止作用的一些接收信息客体将会接收所需的全部信息。
为了捕获新信息，新信息的末位被接收前的那一个接收信息客体必须“有效”。
每个CAN芯片使用1或2个信息客体接收，剩余的信息客体用来处理远程帧和发送信息。
网关必须配备存储多个发送信息的结构（图9）。
以等待CAN总线存取。
所需要的发送信息客体的数量，取决于网关传送和接收的信息量以及将这些信息送至另一个网络的能力。
总线的总负荷和越过网关的信息优先级，对所需要的发送信息客体的数量，起着决定性的作用。
管理发送信息客体的方法之一，是提供一个堆栈，以存储末用的信息客体（号）数。
如果需要一条信息传输，一个信息客体号就从该堆栈中“弹出”。
同样，当结束了一条信息传输，它的信息客体号就被“压入”堆栈中。
网关管理发送信息客体的次序，低优先级的信息不会被先排定发送。
例如，Intel 82527使用被存在最低号数的信息客体中的信息以供判优，可以不考虑芯片上其他信息客体的判优登记，信息客体#1中的低优先级信息不会先于其他信息传输。
六、网关“处理”内容网关主要“处理”有关下面三部分的内容（图10）：从第一个网络读取所接收的信息，翻译信息，向第二个网络发送信息。
图中翻译信息标识符的含义如下：CAN1.2和CAN2.0的网关可用于以下两种情况，第一种是最简单的实施方式，即在两个网络之间不需要对信息标识符翻译，只是传送标准信息，也就是说，这是6的网关只起到互联CAN1.2与CAN2.0，并让这两个网络共享标准信息的任务；第二种实施方式需要对信息标识符作翻译，也就是说，两个网络有各自的信息标识符。
例如，“发动机温度信息”在CAN1.2网络上具有专用的11位表转信息标识符，而在CAN2.0网络上却具有扩展的29位信息标识符，此时的网关需对这两种信息标识符通过计算或“查表”翻译。
七、为什么实施SAE J1939和J1850网络协议的美国汽车也要采用与CAN 桥接的网关？SAE汽车选用CAN2.0协议作为“C级”串行控制和通信网络的推荐实施标准，又称为SAE J1939规范。
CAN2.0每秒钟的数据速率可达1Mbps，也就是说，CAN2.0执行相当于SAE—C级的高速数据速率。
而对于载货车的挂车或被牵引的机具来说，并不需要如此高的数据速率。
由于高速率的串行链路的电子元件和硬件的成本较昂贵，因此，就采用中速率（B级）41.6kbps的J1850网络来管理挂车的牵引和制动，而CAN2.0只用于支持主车发动机的各个ECU，这样，在载货车和大客车大客车上献出现了连接异型网络的网关（图11）同样原理，原实施SAE—J1650B级通信速率的小客车，感到发动机、自动变速器、ABS等系统的数据速率偏低，想提高通信速率以改善汽车的控制性能，又不能让汽车成本增加太多，就将原实施J1850的汽车增加一网关（图12），并将网关前方的总线修改为CAN总线。
八、CAN与J1850桥接网关硬件的配置CAN与J1850桥接的网关硬件主要由四部分组成（图13）（1）87C196KR微控制器。
该微控制器为16位，16MHz，经编程后使CAN 和J1850控制器互通。
87C196KR实际上就是网关。
87C196KR利用端口引脚产生通至网络各个控制器的复位和片选信号。
作为一输入配置的端口引脚，从网络控制器的开式—漏极输出端接收中断信号。
87C196KR至82527的借口使用8位多路复用地址/数据总线。
高位地址译码，生成片选数据至83527。
其他总线信号（ALE，RD#，WR#）控制总线操作，87C196KR跨接一个串行外围借口SPI与MC68HC57互通。
87C196KR同步串行输入/输出外围设备控制SPI接口。
（2）82527—CAN控制器。
82527是执行CAN2.0规范的全特性CAN器件。
该芯片具有能提供大量发送/接收配置的15个信息客体。
网关虽只有1个16位多路复用接口，但可利用82527的8位同步和异步非多路复用接口及1个SPI接口。
另外，82527还配置有1个缓冲接收信息客体，用来从CAN 总线接收扩展信息。
13和14号接收的标准信息交替构成有效/无效，以执行缓冲接收。
这样能给微控制器有更多的时间处理信息。
其他的12个信息客体发送信息。
堆栈通过存储在其上的相应信号数据跟踪可用的信息客体（图14），如果需要1个信息客体，一个可用的信息客体号数就被堆栈“弹出”（亦称出栈）。
如果1个信息客体已被发送，它的信息客体号数就被压回堆栈。
这种类型的堆栈，对管理配置在这一事件传输的多条信息是很有用的。
（3）MC68HC57数据链路控制器。
MC68HC57处理J1850的总线占控度。
芯片上收发器让芯片直接到J1850总线上。
MC68HC57缓冲发送和接收通过串行口编程的87C196KR只能操作与1MHz。
87C196KR发送第1个字节装有数据、第2字节装有命令的2字节系列串行信息给MC68HC57，命令又包括装入1条发送信息、取出1条接收信息、读出一状态字节，然后配置MC68HC57中断发送和支持接收。
队列用于管理J1850传输（图15），由于MC68HC57具有发送FIFO的内存缓冲区，队列被用于保持FIFO的全发送。