入门

基于 HTTP 现代标准 · 核于 2026-06

速查

• 网络层职责：跨越多个网络把 IP 包从源主机送到目标主机——逻辑寻址（IP）+ 路由（逐跳转发）
• IPv4：32 位点分十进制（192.168.1.1）；尽力而为、无连接、不可靠（可靠性交给 TCP）
• 私有地址：10/8、172.16/12、192.168/16（不上公网，出网经 NAT）；127.0.0.1 环回、0.0.0.0 任意/监听
• 子网掩码区分网络号/主机号；CIDR /24 前缀取代 ABC 分类；可用主机数 = 2^主机位 − 2
• IPv6：128 位、十六进制冒号、零压缩 ::（全址仅一次）；地址海量、无需 NAT、SLAAC 自动配置
• 路由器：查路由表 → 最长前缀匹配 → 逐跳转发 → TTL−1（归 0 丢弃防环）
• 默认网关：本网段出口，对应路由表 0.0.0.0/0；非本网段的包都丢给它
• ICMP：网络层诊断协议；ping 测连通性与 RTT（ping 不通 ≠ 主机宕机，常被防火墙拦）
• traceroute：TTL 从 1 递增、每跳触发 Time Exceeded 暴露路径（Linux 默认 UDP、Windows 用 ICMP）
• NAT：私网共享公网 IP（改写 IP+端口）；对 P2P 不友好 → WebRTC 需 STUN/TURN 穿透
• DHCP：自动分配 IP/掩码/网关/DNS；四步 DORA（Discover→Offer→Request→Ack）

网络层做什么

传输层（TCP/UDP）只负责「端到端」，链路层只负责「单跳」，把全球无数网络拼成一张可达大网的，是网络层。它干两件事：

1. 寻址：给每台主机一个全局 IP 地址，标识「它在哪」。
2. 路由：数据包从源出发，经过一个个路由器，每跳查路由表选下一跳，最终抵达目标网络——没有任何一台路由器知道完整路径，全靠逐跳接力。

主机A ──▶ 路由器1 ──▶ 路由器2 ──▶ 路由器3 ──▶ 主机B
        每跳：查路由表（最长前缀匹配）→ TTL−1 → 转发给下一跳
        源/目的 IP 端到端不变，MAC 逐跳重写

IP 不保证可靠，为什么还能上网

IP 是「尽力而为」的——可能丢包、乱序、重复。可靠性由上层的 TCP 负责（确认 + 重传），UDP 则原样暴露这种不可靠。这种「网络层简单、可靠性下放到端」的设计，正是互联网能做到海量可扩展的关键。

一个高频困惑：ping 不通就是挂了吗

不一定。很多云主机、CDN 默认丢弃 ICMP 报文，所以 ping 超时不代表服务不可用——这时应该用 curl -I https://站点 或 nc -vz 主机 端口 测真实业务端口。

下面各页逐一展开：先看 IP 协议与 IPv4 寻址。