防火墙是网络安全的重要组成部分，它可以阻止未经授权的访问，保护内部网络的安全。防火墙的三大类别包括网络级防火墙、应用级网关和电路级网关。

首先，网络级防火墙是最常见的防火墙类型，它基于IP包的源地址、目的地址、端口号和协议来判断数据包是否可以通过。网络级防火墙通常工作在网络的传输层和网络层，它们的主要作用是通过对数据包的检查来控制网络流量。

其次，应用级网关是一种更高级别的防火墙，它工作在应用层上。应用级网关可以检查进出的数据包，并通过网关传递数据，以防止在受信任的服务器和客户机与不受信任的主机之间直接建立联系。应用级网关能够理解应用层上的协议，能够做复杂的访问控制，并做精细的注册和稽核。

最后，电路级网关是在OSI模型中会话层上工作的防火墙，它用来监控受信任的客户或服务器与不受信任的主机之间的TCP握手信息，以决定该会话是否合法。电路级网关还提供一个重要的安全功能：代理服务器（Proxy Server）。

总的来说，防火墙的工作原理主要是通过对数据包的检查和控制来实现网络安全。虽然这三种防火墙类型的实现方式不同，但它们都是为了保护内部网络的安全而设计的。