IPv4地址快用完了?公网IP、私网IP与NAT技术详解
ip地址是取之不尽、用之不竭的是吗? 今天,围绕这个问题,我们来聊一下 ip 。 1、ipv4 我们通常说到的ip、用到的ip,指的是 ipv4。 它是由4段数字组成。每段数字的范围是 0~255,256个。 所以,ip地址 的总数就是:256 x 256 x 256 x 256 = 4,294,967,296 ≈ 43 亿个地址 听起来很多,但全球人口 80 亿,电子设备的数量可能都不止几百亿了吧。 如果每一台设备,都发放一个独立ip。那么,这个ip地址肯定是不够用的。 IPv4 是 1981 年设计的,在那个年代,全球的互联网才几百台设备。而且,使用电脑的用户,都是大学、科研所、军队这些机构。 当时的计算机工程师们,谁也没有想到,互联网能像现在这样走进千家万户。 2、如何解决 上个世纪90年代就有人提出了ip地址耗尽的问题,并且有了解决方法。 2.1 公网ip和私网ip ip分为两种: 公网ip、私网ip(或者说局域网ip)。 公网 ip 是全球唯一的。 比方说,你买的服务器ip,就是一个公网IP,所有人只要打开浏览器,输入那一串数字,就能访问到你的服务器。 我们以家庭上网为例。电脑、手机等,每一个设备都会有一个ip。这个ip是私网ip,或者说局域网ip。 局域网ip只在这个区域内有效,出了这个圈子,这个ip地址就没有意义了。 比方说,你让隔壁的邻居,输入你家电脑的ip,你会发现是访问不通的。虽然你们近在咫尺,但它在网络世界里面是不通的。 每家每户的电子设备的ip都是局域网ip,是由自家的路由器网关维护着。彼此之间不能直接通信。 所以,它们不需要独立的ip。即便ip地址重复了也无所谓。 就好比你住在3栋2单元202,我也住在3栋2单元202。只不过,咱们是不同小区罢了。 根据上面的分析,可以看到公网虽然有限,但私网ip可以有无数个。 所以,这种划分方式,极大减轻了ip地址数量不足的问题。 2.2 nat技术 我们来梳理一下上网的流程。 每个家庭的电子设备在上网的时候,它发送的数据都是先到达家庭路由器(网关),然后,通过路家庭由器再给到运营商(联通、移动……)的公网服务器。 公网服务器,有独立的ip,它会将你的数据,发送到目标服务器上。 手机 192.168.1.2 ──┐ 电脑 192.168.1.3 ──┤── 路由器(NAT)── 公网路由器网关(NAT) IP 1.2.3.4 ── 互联网 平板 192.168.1.4 ──┘ 这些网络设备(网关、服务器),它们在发送数据的时候,都会维护一个数据表。 记录下这些数据的来源。 比方说,公网的服务器会记录,这条数据是老张家的路由器传过来的。老张家的路由器会记录,这条数据是手机传过来的…… ...