Шлюз за замовчуванням: що це таке, як він працює та як його налаштувати

Інформатек Діджитал » Ресурси » Шлюз за замовчуванням: що це таке, як він працює та як його налаштувати

La шлюз за замовчуванням Це одна з тих мережевих концепцій, про яку чув кожен, але багато хто не до кінця розуміє. Однак, вона є ключовою для вас, щоб мати можливість переглядати Інтернет, отримувати доступ до інших пристроїв або Правильно налаштуйте свій роутерваш ПК або навіть промислові пристрої Інтернету речей.

У цій статті ми спокійно розберемо, що таке Шлюз за замовчуванням: для чого він потрібен і як його налаштувати У різних сценаріях: від типової домашньої мережі з маршрутизатором, що надається інтернет-провайдером, до керованих комутаторів або перетворювачів послідовного порту в Ethernet у промисловому середовищі. Ви побачите практичні приклади з реальними IP-адресами, ми відповімо на поширені запитання (наприклад, чому адреса майже завжди закінчується на .1), а також розглянемо деякі поширені проблеми та способи їх вирішення.

Що саме таке шлюз за замовчуванням?

В IP-мережах, a шлюз Це пристрій, який діє як міст між двома різними мережами, отримуючи пакети та пересилаючи їх до місця призначення. Він функціонує як перекладач і месенджер, з'єднуючи вашу локальну мережу з більшими мережами, зазвичай з Інтернетом.

Коли ми говоримо шлюз за замовчуванням Йдеться про пристрій, на який ваш комп’ютер, мобільний телефон, комутатор або промисловий перетворювач надсилає весь трафік, призначений для адрес за межами його власної локальної мережі. Простіше кажучи, це «маршрут за замовчуванням», який обирає трафік, коли пристрій не знає, на який саме маршрут його направляти.

В IP-мережі шлюзом за замовчуванням майже завжди є IP-адреса маршрутизатора у тій самій підмережі, що й ваш пристрій. Якщо ваш ПК підключено до мережі 192.168.1.50 з маскою підмережі 255.255.255.0, шлюз за замовчуванням зазвичай має номер 192.168.1.1 або 192.168.1.254, що відповідає локальній IP-адресі маршрутизатора.

Ця концепція застосовується як до дуже простих домашніх мереж, так і до складні бізнес-інфраструктуриде шлюзом зазвичай є спеціалізований маршрутизатор, брандмауер або обладнання 3-го рівня, яке здійснює маршрутизацію між кількома віртуальними локальними мережами (VLAN) або підмережами.

Приватна IP-адреса, публічна IP-адреса та роль шлюзу

У будь-якій мережі на основі IP важливо розрізняти Приватна IP-адреса та публічна IP-адресаМаршрутизатор, який виконує роль шлюзу, зазвичай має щонайменше дві IP-адреси: одну в локальній мережі та одну «зовні».

З одного боку, маршрутизатор має приватна IP-адреса Щоб ідентифікувати себе у вашій локальній мережі (LAN). Це IP-адреса, наприклад, 192.168.xx, 10.xxx або 172.16.xx-172.31.xx. Це IP-адреса, яку ви використовуєте для доступу до панелі адміністрування з комп’ютера або мобільного пристрою.

З іншого боку, та ж команда має публічна IP-адресаВаша IP-адреса, видима в Інтернеті, дозволяє решті глобальної мережі знати, як з вами зв’язатися. Ця IP-адреса зазвичай призначається вашим інтернет-провайдером (ISP) через DHCP або PPPoE, або вона може бути статичною, якщо ви підписані на послугу статичної IP-адреси.

Маршрутизатор відповідає за перетворення та маршрутизацію трафіку між приватними та публічними IP-адресами, використовуючи такі методи, як NAT (переклад мережевої адреси)Для ваших внутрішніх пристроїв це шлюз за замовчуванням, а для зовнішніх – це просто інша IP-адреса в Інтернеті, яка вказує на ваше з’єднання.

У будинках та невеликих офісах цю роль зазвичай виконує маршрутизатори з вбудованим модемом (кабельний модем, DSL-модем або універсальне обладнання), які з’єднують вашу локальну мережу (LAN) з мережею оператора, а звідти — з Інтернетом (WAN).

Практичний приклад локальної мережі зі шлюзом за замовчуванням

Щоб побачити все це на конкретній картині, уявіть собі просту мережу, що складається з маршрутизатора та кількох підключених до нього пристроїв, таких як комп'ютери та принтери. Усі вони мають однаковий доступ до мережі. підмережа 192.168.4.0/24.

IP-адреси пристроїв можуть бути, наприклад: 192.168.4.3 (ПК 1), 192.168.4.4 (ПК 2), 192.168.4.5 (ПК 3), 192.168.4.6 (ПК 4), 192.168.4.7 (ПК 5) та 192.168.4.8 (ПК 6). Кожен з них має свою унікальну IP-адресу в одній мережі, тому вони можуть без проблем взаємодіяти один з одним.

У цьому випадку маршрутизатору буде призначено один. Приватна IP-адреса в локальній мережі, наприклад, 192.168.4.1Це адреса, яку ви налаштуєте як шлюз за замовчуванням на кожному пристрої в мережі. Цей самий комп’ютер також має публічну IP-адресу на своєму WAN-інтерфейсі, надану вашим інтернет-провайдером, яка не обов’язково має бути в діапазоні 192.168.4.x.

Маска підмережі для всіх пристроїв може бути 255.255.255.0Це означає, що дійсні адреси хостів знаходяться в діапазоні від 192.168.4.1 до 192.168.4.254. Це адреси, які можна призначити комп'ютерам; у цій конкретній мережі не слід використовувати ні 192.168.4.0, ні 192.168.4.255 для кінцевих пристроїв.

ІС 192.168.4.0 зарезервовано для ідентифікації самої мережі (мережева адреса), а 192.168.4.255 – це широкомовна адреса або віщатиЦе використовується під час одночасного надсилання пакетів на всі пристрої в підмережі. Саме тому ви завжди бачитимете ці два кінці виключеними під час ручного призначення IP-адрес.

Маршрут за замовчуванням та зв'язок зі шлюзом

Шлюз за замовчуванням тісно пов'язаний з базовою концепцією маршрутизації: маршрут за замовчуваннямЦей маршрут – це спеціальний запис у таблиці маршрутизації пристрою, який вказує, куди слід надсилати пакети, пункт призначення яких не відповідає жодному конкретному маршруту.

Типовий маршрут за замовчуванням складається з доля 0.0.0.0маска 0.0.0.0 та IP-адреса наступного стрибка, яка є шлюзом за замовчуванням. Значення 0.0.0.0/0 означає «будь-яка IP-адреса, яка не була пов’язана з іншими маршрутами».

Уявіть собі таблицю маршрутизації як список правил: якщо IP-адреса призначення знаходиться у вашій власній підмережі, комп'ютер надсилає трафік безпосередньо на цей хост. Коли для відповідної IP-адреси немає явного правила, таблиця маршрутизації використовує інший підхід. маршрут за замовчуваннямщо говорить щось на кшталт: «якщо ви не знаєте, з чого почати, надішліть це на цей маршрутизатор».

Наприклад, якщо на вашому ПК IP-адресу налаштовано як шлюз за замовчуванням 172.31.48.1Це автоматично згенерує маршрут 0.0.0.0/0 з цим маршрутизатором як наступним пунктом призначення. Весь трафік, що надходить до Інтернету, не призначений для самої локальної мережі, проходитиме цим маршрутом.

На більш просунутих пристроях, таких як Комутатори 3-го рівня або професійні маршрутизаториЗамість простого поля шлюзу, статичний маршрут безпосередньо налаштовується з місцем призначення 0.0.0.0, маскою 0.0.0.0 та відповідним наступним переходом, але кінцевий ефект абсолютно той самий.

Шлюз за замовчуванням на домашніх маршрутизаторах та статична IP-адреса

У домашніх умовах маршрутизатор дуже часто отримує свій Підключення до Інтернету через PPPoE або через DHCP від ​​оператора. У цих випадках ви просто вводите своє ім'я користувача та пароль PPPoE (за потреби), а решта параметрів (WAN IP, маска підмережі, шлюз інтернет-провайдера та DNS) надаються автоматично провайдером.

Коли ви наймаєте статична публічна IP-адреса З вашим інтернет-провайдером сценарій дещо змінюється. Багато маршрутизаторів дозволяють вибрати тип WAN-з’єднання «Статична IP-адреса», і там вам доведеться вручну ввести IP-адресу, маску підмережі, шлюз (на стороні інтернет-провайдера) та DNS-сервери. Якщо ці значення неправильні, з’єднання не працюватиме.

Часто хтось намагається використовувати Локальна IP-адреса маршрутизатора (наприклад, 192.168.1.1) як шлюз у конфігурації WAN, що є неправильним, наприклад, коли Підключення двох маршрутизаторів до однієї мережіЦя адреса є дійсною як шлюз для пристроїв у вашій внутрішній мережі, але шлюз, який запитує маршрутизатор на стороні WAN, має бути тим, який ваш інтернет-провайдер визначив у своїй мережі, зазвичай у тому ж діапазоні, що й ваша публічна IP-адреса.

Якщо ви введете неправильну маску (наприклад, 255.255.255.0 лише тому, що ваша IP-адреса «схожа на клас C») або неправильний шлюз, маршрутизатор може відображати повідомлення про помилки, такі як те, що IP-адреса та шлюз не належать до однієї підмережі, або просто не зможе встановити сеанс.

У випадках сумнівів такого роду посиланням завжди слід вважати Інтернет-оператор, оскільки саме вони знають топологію вашої мережі та повинні надати вам публічну IP-адресу, маску, шлюз WAN та, якщо можливо, DNS для використання.

Шлюз за замовчуванням на інтелектуальних та керованих комутаторах

Керовані комутатори також часто потребують шлюз за замовчуванням мати можливість доступу до ресурсів поза межами власної підмережі, наприклад, для підключення до Інтернету, до сервера оновлень або до централізованої системи керування.

У випадку з т.зв. розумні перемикачі (Наприклад, серії TP-Link T1500 та T1500G), ці пристрої не виконують розширену IP-маршрутизацію. Їм потрібно лише вказати IP-адресу шлюзу за замовчуванням, щоб вони могли надсилати трафік управління назовні.

У веб-інтерфейсі адміністрування зазвичай потрібно перейти до розділу на кшталт "Інформація про систему > IP-адреса системи" та ввести там IP-адресу маршрутизатора, який забезпечує доступ до Інтернету, наприклад 172.31.48.1Застосування змін для того, щоб комутатор знав, кому перенаправляти нелокальний трафік.

З іншого боку повністю керовані комутатори або комутатори 3-го рівня (Наприклад, серії T1600G та T2600G) підтримують IP-маршрутизацію. Зазвичай вони не мають простого поля «шлюз за замовчуванням», а явно налаштовують статичний маршрут 0.0.0.0/0 з відповідним наступним хопом.

Типова конфігурація полягатиме в тому, щоб перейти до меню типу «L3 FEATURES > Static Routing > IPv4 Static Routing», створити запис із доля 0.0.0.0Маска підмережі — 0.0.0.0, а адреса наступного стрибка — це IP-адреса маршрутизатора, який підключається до Інтернету. Після збереження комутатор надсилатиме весь трафік, пункт призначення якого не належить жодному іншому внутрішньому маршруту, на цю адресу.

Важливо не забувати, що в багатьох із цих команд необхідно зберегти налаштування вручну, використовуючи такі опції, як «Зберегти» у веб-інтерфейсі, або використовуючи такі команди, як «копіювати running-config startup-config» у CLI, інакше шлюз буде втрачено після вимкнення пристрою.

Шлюз за замовчуванням у перетворювачах послідовного порту в Ethernet (IIoT)

У середовищах промислового Інтернету речей (IIoT), перетворювачі послідовного порту в Ethernet Вони дозволяють інтегрувати застаріле обладнання з портами RS-232/485 у сучасні IP-мережі. Ці пристрої виконують роль трансляторів між послідовним інтерфейсом та Ethernet.

Конвертер підключається до традиційного обладнання через послідовний порт з одного боку та до IP-мережі з іншого. Він приймає дані, отримані через послідовний порт, інкапсулює їх в IP-пакети та надсилає через мережу. Для зв'язку з пристроями поза межами своєї підмережі необхідно правильно налаштувати мережу. шлюз за замовчуванням.

Робота подібна до роботи ПК: коли конвертер хоче досягти пункту призначення за межами власної мережі, він пересилає цей трафік на IP-адресу, налаштовану як його шлюз. Зазвичай це адреса маршрутизатора або комутатора 3-го рівня з можливостями маршрутизації до інших мереж.

Конфігурація шлюзу на цих пристроях зазвичай виконується з веб-панель адміністрування або інструмент управлінняде ви вводите: IP-адресу конвертера, маску підмережі та шлюз за замовчуванням. Адміністратор мережі призначає ці значення відповідно до загальної топології системи.

Якщо шлюз налаштовано неправильно (наприклад, IP-адреса знаходиться поза підмережею конвертера або неіснуюча адреса), пристрій все ще може взаємодіяти з хостами в тій самій локальній мережі, але Зв'язок з віддаленими мережами не вдастьсящо призводить до перебоїв у роботі з даними або неможливості доступу до них із зовнішніх систем моніторингу.

Деякі сучасні конвертери навіть підтримують динамічна конфігурація шлюзуЦе дозволяє їм автоматично адаптувати цей параметр, коли змінюються певні аспекти мережі, що корисно у великих та мінливих розгортаннях.

Як знайти свій шлюз за замовчуванням та свою приватну IP-адресу

Дуже корисно знати, як знайти обидва приватна IP-адреса вашого комп'ютера наприклад, шлюз за замовчуванням маршрутизатора, особливо коли вам потрібно відкрити порти, усунути проблеми з підключенням або отримати доступ до налаштувань маршрутизатора.

Коли ви підключаєтеся до Інтернету з дому чи офісу, ваш маршрутизатор автоматично призначає вам приватну IP-адресу за допомогою DHCP. Ця IP-адреса буде різною для кожного пристрою, підключеного до однієї мережі, тому маршрутизатор може розрізняти їх та керувати їхнім трафіком окремо.

Ваша приватна IP-адреса не збігається з вашою публічна IP-адресаПублічна IP-адреса – це те, що бачить зовнішній світ, коли ви відвідуєте веб-сайти, тоді як приватна IP-адреса має значення лише у вашій локальній мережі. Для завдань налаштування вас зазвичай цікавить приватна IP-адреса, а потім – IP-адреса шлюзу.

Пошук цієї інформації залежить від операційної системи, але в усіх випадках вона зазвичай вказана в налаштуваннях мережі як «Шлюз за замовчуванням», «Маршрутизатор» або «Шлюз за замовчуванням». Після отримання ви можете ввести її у свій браузер, щоб отримати доступ до панель адміністратора маршрутизатора (звичайно, за умови наявності імені користувача та пароля).

На мобільних пристроях, як iOS, так і Android, значення шлюзу зазвичай відображається в деталях мережі Wi-Fi, до якої ви підключені, разом із вашою внутрішньою IP-адресою, маскою та призначеним DNS.

Типові проблеми зі шлюзом та способи їх вирішення

Одна з найчастіших проблем, пов'язаних зі шлюзом, полягає в тому, що обладнання Він не може підключитися до Інтернету. Незважаючи на те, що пристрій підключено до локальної мережі, це може бути пов’язано з неправильними ручними налаштуваннями, застарілими драйверами або мережевими конфліктами.

У середовищі Windows одне з перших, що потрібно перевірити, це конфігурація Інтернет-протокол версії 4 (TCP / IPv4)У багатьох випадках просте увімкнення опцій «Отримати IP-адресу автоматично» та «Отримати адресу DNS-сервера автоматично» дозволить маршрутизатору призначити IP-адресу та шлюз за допомогою DHCP.

Також досить часто IPv6 викликає конфлікти в мережах, які використовують його неправильно. Тимчасове вимкнення TCP / IPv6 У властивостях мережевого адаптера збереження лише IPv4 може допомогти уникнути проблем.

Ще одна класична стратегія у Windows — це використання командного рядка від імені адміністратора та виконання таких команд, як IPCONFIG / випуску Щоб звільнити поточну IP-адресу, скористайтеся командою ipconfig /flushdns для очищення кешу DNS та командою ipconfig /registerdns для її повторної реєстрації, а потім перезавантажте комп’ютер.

Якщо після всього цього проблема не зникає, варто перевстановити або оновити драйвери мережевої карти (як дротові, так і Wi-Fi) з офіційного веб-сайту виробника ПК або самого виробника карти. Пошкоджений або застарілий драйвер може призвести до зависання шлюзу або навіть до неможливості призначити правильну IP-адресу.

У деяких випадках проблема виникає через те, що пристрій зберігає кілька збережених мереж Wi-Fi та стикається з конфліктами під час спроби підключення. Видалення старих мереж із «Центру мереж і спільного доступу» та повторне підключення до правильної мережі з нуля зазвичай запобігає підключенню до неправильної або неправильно налаштованої мережі.

Вибір IP-адреси шлюзу: .1 чи .254?

Досить поширене питання під час проектування мережі полягає в тому, чи є якась переконлива причина для шлюз закінчується на .1 (наприклад, 192.168.1.1) або в .254 (192.168.1.254) у підмережі /24. На практиці, якщо IP-адреса належить до підмережі та не зарезервована, обидва варіанти є дійсними.

Багато організацій надають перевагу резервуванню перша доступна адреса (xxx1) для головного маршрутизатора або брандмауера, виключно за домовленістю та для зручності запам'ятовування. Легко запам'ятати, що «маршрутизатор — це .1», і уникнути плутанини з іншим обладнанням.

Інші ж, однак, вирішують використовувати остання придатна для використання IP-адреса (xxx254) для шлюзу, залишаючи місце на початку підмережі для серверів, мережевого обладнання або важливих пристроїв, які потрібно пронумерувати впорядковано (наприклад, 192.168.1.10 для сервера A, 192.168.1.20 для сервера B тощо).

У стандартах немає обов'язкового правила, яке вимагає використання одного чи іншого; це скоріше питання стилю та внутрішньої організаціїОсвітні мережі часто навчають, що обидва варіанти абсолютно правильні, і що головне — бути послідовним і документувати свій вибір.

У великих корпоративних середовищах також відіграють певну роль внутрішні політики та автоматизація: скрипти, шаблони конфігурації або системи управління, які припускають, що шлюзом буде перша або остання IP-адреса в діапазоні. Важливо не змішувати критерії без розбору, оскільки це значно ускладнює обслуговування.

Різниця між проблемами шлюзу та проблемами Wi-Fi

Легко сплутати інциденти бездротове підключення із проблемами шлюзу за замовчуванням, хоча насправді вони не завжди безпосередньо пов’язані. Іноді ПК автоматично підключається до «першої мережі», яку він бачить (можливо, старої мережі з іншим ключем або конфігурацією), і користувач вважає, що винен шлюз.

Перш ніж звинувачувати маршрутизатор, варто перевірити, яку саме мережу Wi-Fi використовує пристрій, тип її шифрування (наприклад, WEP, WPA2 або WPA3) та чи насправді ця мережа має доступ до Інтернету. Бувають сценарії, коли ви підключаєтеся до мережі, яка забезпечує лише локальний доступ, але не підключення до WAN, або коли... Ретранслятор Wi-Fi неправильно налаштовано.

Багато систем мають список відомих мереж, де ви можете видалити збережені з'єднання які більше не використовуються. Видалення їх та повторне підключення до правильної мережі з введенням правильного пароля зазвичай запобігає автоматичному вибору комп’ютером неправильного варіанта.

Ще один аспект, який слід контролювати, це те, чи налаштовано адаптер на автоматичне отримання IP-адреси, чи хтось у минулому залишив його налаштованим без змін. фіксована IP-адреса та шлюз які більше не відповідають поточній мережі. Якщо ваша мережа зараз використовує 192.168.1.x, а пристрій все ще використовує щось на кшталт 192.168.0.x, він не зможе побачити правильний маршрутизатор.

Коли список мереж очищується, налаштування TCP/IPv4 скидаються до автоматичних, а активна мережа Wi-Fi перевіряється як правильна, що значно зменшує кількість фактичних проблем зі шлюзом і легше діагностує, чи є проблема з маршрутизатором, чи з провайдером.

Як ви бачили, шлюз за замовчуванням підтримує трафік Це стосується з’єднання, яке залишає вашу локальну мережу та виходить назовні, чи то вдома з простим маршрутизатором, у бізнесі з керованими комутаторами та статичними маршрутами, чи на промислових об’єктах з перетворювачами послідовного порту в Ethernet. Розуміння того, що це таке, як це пов’язано зі стандартним маршрутом, як його знайти на вашому обладнанні та які типові помилки конфігурації допускаються, дасть вам набагато більший спокій під час налаштування мереж, відкриття портів або усунення несправностей без особливих зусиль.