IP地址到底是什么?

原文:https://blog.csdn.net/qq_45171957/article/details/123389930

一、前言

如果你现在正在看我的这篇位置，那说明你已经连接上了互联网，你正在通过互联网访问到了 CSDN 的服务器；说到互联网，你一定听说 IP 地址这个概念，你知道 IP 地址是做什么的吗？与之而来的还有公网 IP，私网 IP，你知道有什么区别吗？

二、计算机之间点对点的交流

正常情况下，你和我都有一台电脑，但是一台电脑所能做的事情是有限的，我们可能两台电脑之间为了做更多的事情，我们需要数据交互，我们可以通过 U 盘作为媒介，进行数据交换，但这样效率实在是太慢了，于是，为了提高效率，有人想到了一个好办法，我们在两台电脑之间插上数据线，通过数据线进行数据交互

有了这根数据线，或者叫网线，这个两台电脑就能进行数据交互了，但是，如果不止有两台电脑呢？有多台电脑的情况下，又该这么牵网线呢？

你发现了，如果每一台机器为了和其他机器通讯，那就得和那台机器建立连接，如果随着机器越来越多，那网线数目会是多么复杂，这肯定是无法接收的。

三、交换机

为了解决计算机之间点对点交流的复杂性，我们引入的交换机的概念

有了交换机之后，由交换机去分发来自每台机器的数据。 这时候又有新的问题，在点对点的数据连接上，两台电脑如果想进行数据交互，只需从众多的数据线中找到对应的主机的数据线，但现在都发给交换机了。交换机应该怎么去分发数据呢？ 这就像应该没有填清楚具体地址的包裹一样，交换机就像快递公司，你给了快递公司，没给地址，那快递公司就不知道应该把包裹发给谁。 快递公司只要有快递的地址就知道该把包裹发那儿，交换机也一样，我们可以为每一台机器分配一个IP 地址。

有了 IP 地址之后，只需在发送的数据包里面加上对应主机的 IP 地址，那交换机就能根据居体的 IP 地址把数据发送到对应的机器。

四、局域网到广域网

通过交换机，我们可以让连接到交换机的计算机进行数据交流，假如这几台机器是你学校的电脑，你的学校想和隔壁学校进行业务盒子，就需要彼此的电脑也进行数据交流，正好隔壁的电脑也是用的交换机进行数据交流，于是我们只要把两个学校的交换机连接，那两边的电脑就能相互访问了。

通过连接两台交换机，让两边的电脑能数据交流，之后如果还要加更多的局域网，那在把彼此的交换机进行连接

随着局域网的交换机优越来越多，交换机也像之间计算机之间点对点的连接那样复杂，于是在交换机之间又放入新的交换机。

就是这样，交换机越来越多，知道覆盖全世界，你只需进入其中任意一个节点，就能访问到全世界任意一条同样连接到网络的设计，这就构成了广域网。 你可以理解为：

广域网就是无数的的局域网的结合。

很明显，搭建这些网络肯定都是需要一笔不小的资金，搭建这些网络的公司被称为 ISP 互联网服务供应商，大家所熟悉的移动，电信和联通就是 ISP 供应商，他们通过为用户提高网络赚取费用。

五、IPV4

互联网的每一台机器都是需要一个 IP 地址才能彼此访问的，那首先我们得来聊聊 IP 地址的构成。 IP 地址一般说的是 IPV4 的 IP 地址，它是由 32 位构成，那 IP 地址能用的组合就是 2 的 32 次方，大于等于 42.28 亿。

为了方便记忆和输入，将每 8 个二进制分为一组，共 4 组，在转换为 10 进制

同时，还会对 IP 地址进行分类，一些地址作为特殊用途

最后真正可用的地址可能还没有 42 亿个。已知全球一共有 70 多亿的人口，就是不是每个人都会访问互联网，但是有很多人并不止一台设备，一个人可能有多台手机，电脑等等，如果要给每台设备都去分配一个 IP，那这 36 亿的 IP 地址够用吗？完全不够。

六、NAT 网络地址转换

为了解决 IP 不够用的问题我们使用了一项新的技术，NAT 网络地址转换。 假如有五台计算机，他们的 IP 地址是 192.168.0.1----192.168.0.5，他们接入了同一台交换机，或者叫路由器，他们接入的这台交换机的广域网 IP 是 6.6.6.6

如果这五台机器要向一台 8.8.8.8 的服务器发送数据，那 NAT 就会把这几台计算机原有的 IP 转换成 6.6.6.6 的 ip 向 8.8.8.8 发送数据，实现 5 台设备共用一个 IP 的效果 。

如果 8.8.8.8 这个交换机下面也挂载了很多设备，那这五台服务器都是按照 8.8.8.8 这个机器发送的，那有怎么发送到 8.8.8.8 下面挂载的具体设备呢？

七、端口映射

为了解决上面的问题，我们引入了一个新的概念，端口映射。 我们可以在 IP 地址的后面加上一个端口, 如图

比如 192.168.0.1 和 6.6.6.6 的 1000 端口绑定，宁一边的 192.168.0.1 和 8.8.8.8 的 500 端口绑定，这样，如果 6.6.6.6 下挂载的机器想访问 8.8.8.8 下挂载的机器，只需要加上对应的端口就行了。

八、公网 IP 和私有 IP

你如果打开 cmd, 输入 ipconfig 查看 IP 地址

你会看的 ip 地址是 192.168 开头的，为什么，刚刚提到，ip 地址是不够用的，但为了使大多数的机器都能上网，我们通常是多台机器共用一个公网 ip, 你去百度搜索 ip 查询

就能看见你当前设备所挂载的公网 ip 了。 现在知道为什么很多 ip 都是 192.168 开头的了吧？因为这是挂载到了一个小的中转设备下的 C 类私有 ip, 在这个私类 IP 下依赖转换器的公网 IP 上网。

打个比如，公网 IP 就是你小区的名称，私网 IP 就是你住的楼层单元，假设全国小区名字都不重复，那根据小区名字，就可以找到你的大概位置，这就相当于更具公网 IP 定位到你具体的局域网，但是为了知道你具体位置，那还需要知道你是这个小区几单元几号，小区的几单元几号这玩意儿每个小区都有，这就相当于私网 IP，很多机器的私网 IP 都是重复的。