当在浏览器地址栏输入 baidu.com 并回车，首页“秒开”的背后，家庭网络里发生了大量协同工作：DHCP 给设备发地址、ARP 解析 MAC、DNS 解析域名、CIDR 判断同网段、NAT 出公网、回包再映射……这篇通识按照真实链路，把每一步拆开讲清，折腾软路由前先把底层搞透。
一、家庭网络基线拓扑
典型家用网络：
- 运营商光猫（可能桥接或路由模式）
- 自购路由器：
WAN接光猫、LAN接交换机/Wi-Fi - 路由器拨号获取公网（PPPoE）或从光猫拿内网地址
- 路由器
LAN侧地址：192.168.1.1（示例），既是管理地址，也是全网默认网关
口径统一：下文示例使用
192.168.1.0/24 作为家庭网段，网关 192.168.1.1；示例主机拿到 192.168.1.3。
二、DHCP：自动获取 IP 的“入网第一步”
新设备插网线或连上 Wi-Fi 时，若设置“自动获取 IP”，会走 DHCP 流程：
1）请求如何发出
- 传输层：UDP，源端口
68→ 目标端口67 - 网络层：源 IP
0.0.0.0→ 目标 IP255.255.255.255（广播） - 链路层：源 MAC 为本机网卡 MAC，目标 MAC 为全
FF:FF:FF:FF:FF:FF（广播） - 交换机只看 MAC，不看 IP/端口；见到广播就泛洪到所有端口
2）路由器上的 DHCP 服务响应
- 路由器内置 DHCP 服务监听 UDP/67，收到请求后从地址池挑一个空闲地址（如
192.168.1.3） - 下发信息：IP、子网掩码、网关、DNS、租约（例如 12 小时）
- 续租：租约过半尝试续期；若失败，会在四分之一、八分之一时再次尝试；到期未续上则释放
3）常见异常与判断
- 拿到
169.254.x.x：说明局域网内没有可用 DHCP 响应（APIPA 自保网段） - 多台设备开 DHCP：地址冲突、掉线、间歇上不去网（避免“多 DHCP 服务器”）
- 公共场所租期短（几分钟到十几分钟），家庭默认常见 12 小时，可按需调整或做“静态地址绑定”
补充：也可手动配置静态 IP（例如
192.168.1.20 / 掩码 255.255.255.0 / 网关 192.168.1.1 / DNS 指向网关），或在路由器做 DHCP 静态绑定（按 MAC → 永远发同一 IP）。
三、ARP：找网关的 MAC，然后才能发包
设备要把 DNS 请求交给网关，需要先知道网关的 MAC：
- 发送 ARP 广播：“我是 192.168.1.3，谁是 192.168.1.1？”
- 路由器应答：“我是 192.168.1.1，我的 MAC 是 BB:…”，双方缓存对方 IP→MAC 映射（ARP 缓存）
- 后续与网关通信，直接查缓存填目标 MAC，无需再次广播（直到缓存过期）
四、DNS：把域名换成 IP
浏览器要访问 baidu.com，首先发起 DNS 查询：
- 传输层：UDP，源端口（随机，如
9527）→ 目标端口53 - 网络层：源 IP
192.168.1.3→ 目标 IP（本地配置的 DNS，一般指向路由器192.168.1.1） - 路由器作为 DNS 转发器/缓存：向上游（运营商 DNS/自定义 DNS）查询 → 回答并缓存 TTL
- 客户端也会缓存 TTL 时间内的解析结果，避免重复查询
提示：家中做软路由时，DNS 经常叠加分流/广告过滤。确保 关键站点 解析链路可靠（国内/国外），否则会出现“能 ping 不能打开”的现象。
五、CIDR 与同网段判断：该直达还是找网关
以 192.168.1.3/24 举例：
- /24 表示前 24 位是网络号（即
192.168.1），后 8 位是主机号 - 目标 IP 若满足前 24 位相同 → 同网段直达（通过目标主机的 MAC）
- 否则 → 交给默认网关 转发（因为出网或跨网段）
访问百度服务器 IP 与本机不在同网段 → 把报文交给网关。
六、建立到服务器的连接：HTTP/HTTPS 与三次握手（简述）
- HTTP 默认端口
80/TCP，HTTPS 默认端口443/TCP - 浏览器用随机本地端口（例如
9527）发起 TCP 连接（三次握手）后，发送请求报文 - 现代网站几乎都走 HTTPS，真实流程会多出 TLS 握手（证书验证、密钥协商）
本文重心在家庭局域网链路，TCP/TLS 细节不展开。
七、NAT：把内网地址换成公网地址再出门
内网地址（如 192.168.1.3）不能在公网路由，路由器在出 WAN 前做 NAT：
- 将源 IP
192.168.1.3改为路由器WAN口公网 IP（如2.2.2.2） - 通常会把源端口重写为一个空闲端口（如
4134），并在 NAT 表里记录映射关系：
192.168.1.3:9527 → 2.2.2.2:4134 - 公网回来的响应包命中
2.2.2.2:4134→ 查 NAT 表还原回192.168.1.3:9527→ 局域网投递到主机浏览器
注意：若光猫在“路由模式”且后面路由器也 NAT，会形成“双 NAT”。多数家用场景可用，但端口映射与内网穿透会更麻烦。
八、交换机与“只看二层”的转发方式
- 普通交换机工作在二层，只依据 MAC 学习与转发，不解析 IP/端口
- 广播帧（全 F）会被泛洪至所有端口；单播帧按 MAC 表项精准转发
- MAC 表项会老化（超时删除），设备迁移接口后会重新学习
九、把“访问 baidu.com”的整条链路串起来
- 设备连网 → DHCP 获取
192.168.1.3、网关192.168.1.1、DNS - ARP 问问：谁是
192.168.1.1→ 记住网关 MAC - DNS 询问
baidu.com→ 得到百度服务器 IP（带 TTL） - CIDR 判断目标不在
192.168.1.0/24→ 交给网关 - TCP（TLS）建连 → 发起 HTTP/HTTPS 请求
- 路由器出 WAN 前做 NAT：
192.168.1.3:9527 → 2.2.2.2:4134 - 报文经公网多跳路由到百度 → 返回响应
- 回包命中 NAT 表还原 → 局域网交付到
192.168.1.3:9527→ 浏览器渲染首页
十、常见排错清单（家庭/软路由现场很实用）
- 拿到 169.254.x.x：DHCP 失效或被拦；检查路由器 DHCP 是否开启、是否多台设备“顶牛”
- 能 ping 网关，不能上网：DNS 配置异常/劫持；临时把 DNS 指向公共 DNS 做对比
- 局域网互访不通：检查是否跨网段、掩码是否一致、是否有防火墙/隔离规则
- 端口映射失败：是否双 NAT、运营商 CGNAT、映射到错设备/错端口
- 延迟/抖动大：Wi-Fi 信道拥塞/功率、LAN 速率协商、光猫/交换机端口是否降速
附：名词快查
- DHCP：动态主机配置协议，分配 IP/网关/DNS/租期
- ARP：地址解析协议，查找“IP→MAC”的映射
- DNS：域名系统，把域名解析为 IP
- CIDR：无类域间路由，
/24表示网络号长度 - NAT：网络地址转换，内网地址改成公网地址转发
说明：为利于阅读，文中对某些报文细节做了取舍；真实链路还包含 TCP/TLS 细节、MTU/分片、QoS、队列等因素。
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