1.网关的定义

我们知道，从一个房间走到另一个房间，需要经过一扇门。同理，从一个网络向另一个网络发送信息，也需要经过一道“关口”，这道关口就是网关。顾名思义，网关（gateway，GW）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。作为汽车网络系统的核心控制装置，网关负责协调不同结构和特性的总线网络之间的协议转换、数据交换、故障诊断等工作。

网关是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、数据交换等网络兼容功能的设备。网关又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互联，是最复杂的网络互联设备，仅用于两个高层协议不同的网络互联。网关既可以用于广域网互联，也可以用于局域网互联。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目标系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层——应用层。

2.网关的作用

网关的作用主要体现在以下几个方面：

1）网关可以把局域网上的数据转变成可以识别的OBD-Ⅱ诊断数据语言，方便诊断。

2）网关可以实现低速网络和高速网络的信息共享。

3）与计算机系统中的网关作用一样，负责接收和发送信息。

4）激活和监控局域网络的工作状态。

5）实现汽车网络系统内数据的同步性。

6）对信息标识符作翻译。

综上所述，网关就是用于连接不同类型的总线系统的设备。如图3-53所示，通过网关可连接具有不同逻辑和物理性能的总线系统。因此尽管各个总线系统的数据传输速率不同，网关仍能保证数据交换的正常进行。也就是说，不同传输速率的数据总线通过网关得以协同工作，如图3-54所示。

图3-53 通过网关连接不同的总线系统

1—线形总线系统（如车身总线） 2—网关 3—环形总线系统（如MOST）(www.daowen.com)

图3-54 不同传输速率的数据总线通过网关得以协同工作

在图3-54中，传输速率为100kb/s的K-CAN（车身CAN总线）相当于地铁的速度，传输速率为500kb/s的PT-CAN（动力传动系统CAN总线）相当于原来绿皮火车的速度，传输速率为10Mb/s的安全气囊系统总线（byteflight）相当于动车的速度，传输速率为22.5Mb/s的影音娱乐系统总线（MOST）相当于高铁的速度。尽管各个总线系统的数据传输速率和数据流量都不尽相同，且差异巨大，但在安全和网关模块（SGM）（即火车站）的统筹安排和指挥调度下，却能平稳运行、协同工作。

如图3-55所示，不同总线系统的输出数据到达网关后，网关要对其作进一步的处理。在网关中过滤各个信息的速度、数据量和紧急程度，并在必要时进行缓冲存储。同时，还要作故障的监控和诊断工作。

图3-55 网关对总线信息的处理

3.网关的工作原理

可以用火车站（图3-56）转换旅客的过程来说明网关的工作原理。

如图3-57所示，在北京站，站台A到达一列动车组（驱动CAN总线，数据传输速率为500kb/s），车上有数百名旅客。在站台B上已经有一列普快列车（舒适/信息CAN总线，数据传输速率为100kb/s）在等待，有一些乘客就换到这列普快列车上，有一些乘客要换乘特快列车继续旅行。当然更多的时候是乘客从这一列火车上下来到侯车厅去等待相应的车次，这相当于网关的信息缓冲作用。

图3-56 网关的作用与火车站相似

图3-57 旅客换乘火车与网关的数据交换过程对比

车站的这种换乘功能，即让旅客换车，以便通过速度不同的交通工具到达各自目的地的功能，与驱动CAN总线和舒适/信息CAN总线两系统网络的网关功能是相同的。网关的主要任务是使两个数据传输速率不同的系统之间能正常进行信息交换。