3、网络通信基础：网关、IP 地址与协议详解

网络通信基础：网关、IP 地址与协议详解

1. 网关的工作原理

网关是一种将数据包从一个网络传输到另一个网络的设备。例如，某个网络只了解红色和绿色网络，对于其他网络的数据包，需要发送到下一个网关（如 Bar）。在当今的网络环境中，这种情况会不断重复，这大大减少了每个网络节点和网关需要管理的信息量。

当发送数据包时，发送方需要判断数据包是发往本地网络节点还是远程网络节点。如果是本地节点，数据将直接在两个节点之间传输；如果是远程节点，数据则会被发送到网关，网关再进行同样的判断，直到数据最终被接收方接收。接收方回复数据包时，也会经历同样的决策过程。

网关的关键规则是根据目标网络而不是目标节点来路由数据包。这意味着网关不需要知道如何到达所有可能连接的网络上的每个节点，只需要知道自己网络上哪个节点可以将数据包移动到其他网络即可。

以下是网关工作流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[发送节点] --> B{是否本地节点}
    B -- 是 --> C[直接传输]
    B -- 否 --> D[发送到网关]
    D --> E{是否目标网络}
    E -- 是 --> F[接收节点]
    E -- 否 --> G[转发到下一个网关]
    G --> E

2. 互联网地址

在特定网络中，每个设备都必须有一个唯一的地址。通过网关可以将多个网络连接在一起形成更大的网络。为了在互联网络中为节点分配唯一地址，同时将自己的网络与其他网络隔离开，我们使用