IP地址到底是什么？

一、前言

如果你現在正在看我的這篇文章，那說明你已經連接上了互聯網。說到互聯網，你一定聽說 ip 地址這個概念，你知道 ip 地址是做什么的嗎？與之而來的還有公網 ip ，私網 ip ，你知道有什么區別嗎？

二、計算機之間點對點的交流

正常情況下，你和我都有一臺電腦，但是一臺電腦所能做的事情是有限的，可能兩臺電腦之間為了做更多的事情，需要數據交互，我們可以通過U盤作為媒介，進行數據交換，但這樣效率實在是太慢了，于是，為了提高效率，有人想到了一個好辦法，我們在兩臺電腦之間插上數據線，通過數據線進行數據交互

有了這根數據線，或者叫網線，這個兩臺電腦就能進行數據交互了，但是，如果不止有兩臺電腦呢？有多臺電腦的情況下，又該這么牽網線呢？

你發現了，如果每一臺機器為了和其他機器通訊，那就得和那臺機器建立連接，如果隨著機器越來越多，那網線數目會是多么復雜，這肯定是無法接收的。

三、交換機

為了解決計算機之間點對點交流的復雜性，我們引入的交換機的概念

有了交換機之后，由交換機去分發來自每臺機器的數據。

這時候又有新的問題，在點對點的數據連接上，兩臺電腦如果想進行數據交互，只需從眾多的數據線中找到對應的主機的數據線，但現在都發給交換機了。交換機應該怎么去分發數據呢？這就像應該沒有填清楚具體地址的包裹一樣，交換機就像快遞公司，你給了快遞公司，沒給地址，那快遞公司就不知道應該把包裹發給誰。快遞公司只要有快遞的地址就知道該把包裹發哪兒，交換機也一樣，我們可以為每一臺機器分配一個 ip 地址。

有了IP地址之后，只需在發送的數據包里面加上對應主機的IP地址，那交換機就能根據具體的IP地址把數據發送到對應的機器。

四、局域網到廣域網

通過交換機，我們可以讓連接到交換機的計算機進行數據交流，假如這幾臺機器是你學校的電腦，你的學校想和隔壁學校進行業務合作，就需要彼此的電腦也進行數據交流，正好隔壁的電腦也是用的交換機進行數據交流，于是我們只要把兩個學校的交換機連接，那兩邊的電腦就能相互訪問了。

通過連接兩臺交換機，讓兩邊的電腦能數據交流，之后如果還要加更多的局域網，那在把彼此的交換機進行連接

隨著局域網的交換機優越來越多，交換機也像之前計算機之間點對點的連接那樣復雜，于是在交換機之間又放入新的交換機。

就是這樣，交換機越來越多，直到覆蓋全世界，你只需進入其中任意一個節點，就能訪問到全世界任意一條同樣連接到網絡的節點，這就構成了廣域網。你可以理解為：

廣域網就是無數的局域網的結合。

很明顯，搭建這些網絡肯定都是需要一筆不小的資金，搭建這些網絡的公司被稱為 ISP 互聯網服務供應商，大家所熟悉的移動，電信和聯通就是 ISP 供應商，他們通過為用戶提供網絡賺取費用。

五、IPV4

互聯網的每一臺機器都是需要一個 IP 地址才能彼此訪問的，那首先我們得來聊聊 IP 地址的構成。IP 地址一般說的是 IPV4 的 IP 地址，它是由 32 位構成，那 IP 地址能用的組合就是 2 的 32 次方，大于等于 42.28 億。

為了方便記憶和輸入，將每 8 個二進制分為一組，共 4 組，在轉換為 10 進制

同時，還會對 IP 地址進行分類，一些地址作為特殊用途

最后真正可用的地址可能還沒有 42 億個。已知全球一共有 70 多億的人口，雖然不是每個人都會訪問互聯網，但是有很多人并不止一臺設備，一個人可能有多臺手機，電腦等等，如果要給每臺設備都去分配一個 IP ，那這 42 億的 IP 地址夠用嗎？完全不夠。

六、NAT 網絡地址轉換

為了解決IP不夠用的問題我們使用了一項新的技術，NAT 網絡地址轉換。假如有五臺計算機，他們的IP地址是192.168.0.1----192.168.0.5，他們接入了同一臺交換機，或者叫路由器，他們接入的這臺交換機的廣域網IP是6.6.6.6

如果這五臺機器要向一臺 8.8.8.8 的服務器發送數據，那 NAT 就會把這幾臺計算機原有的 ip 轉換成 6.6.6.6 的 ip 向 8.8.8.8 發送數據，實現 5 臺設備共用一個 IP 的效果 。

如果 8.8.8.8 這個交換機下面也掛載了很多設備，那這五臺服務器都是按照8.8.8.8這個機器發送的，那有怎么發送到8.8.8.8下面掛載的具體設備呢？

七、端口映射

為了解決上面的問題，我們引入了一個新的概念，端口映射。我們可以在IP地址的后面加上一個端口,如圖

比如 192.168.0.1 和 6.6.6.6 的 1000 端口綁定，另一邊的 192.168.0.1 和 8.8.8.8 的 500 端口綁定，這樣，如果 6.6.6.6 下掛載的機器想訪問 8.8.8.8 下掛載的機器，只需要加上對應的端口就行了。

八、公網IP和私有IP

你如果打開 cmd ,輸入 ipconfig 查看IP地址

你會看的ip地址是 192.168 開頭的，為什么？剛剛提到，ip地址是不夠用的，但為了使大多數的機器都能上網，我們通常是多臺機器共用一個公網ip,你去百度搜索 ip 查詢，

就能看見你當前設備所掛載的公網ip了。現在知道為什么很多 ip 都是 192.168 開頭的了吧？因為這是掛載到了一個小的中轉設備下的 C 類私有 ip ,在這個私類 ip 下依賴轉換器的公網 ip 上網。

打個比如，公網 ip 就是你小區的名稱，私網 ip 就是你住的樓層單元，假設全國小區名字都不重復，那根據小區名字，就可以找到你的大概位置，這就相當于根據公網IP定位到你具體的局域網，但是為了知道你具體位置，那還需要知道你是這個小區幾單元幾號，小區的幾單元幾號這玩意兒每個小區都有，這就相當于私網IP，很多機器的私網IP都是重復的。