IP地址

在我1几年，读大学，学计算机的时候，老师就说，这个ip地址很快就用完了。过不了几年，大家就用ipv6了。 从那时候到现在，至少有十年了。目前，依然没有看到 ipv6 在大范围使用的情况。 另外，现在随着云计算的普及，租用一个云服务器非常的方便。按理来说，这个ip地址消耗的速度，应该是更快了。 但大家依然还在使用 ip 地址，来登录云服务器。 看起来，这个ip地址是取之不尽、用之不竭呀。 真的是这样吗？ 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，指的就是 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。 那么，问题来了。这个事情，为什么不早点解决呢，当初在设计ip地址的时候，就没有想过这个问题吗？ 没错，确实没有考虑过这个问题。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 ip地址会用完的问题，并非近几年才出现的，而是在上个世纪90年代就有人提出了这个问题，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。 那什么是私网ip呢？ 我们以家庭上网为例。 打开你的电脑、手机，你会看到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。 顾名思义，这个局域网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。 看下面这个图你就明白了。 每家每户的电子设备的ip都是局域网ip，都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。因此，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 讲完上面这个背景知识之后，我们再来梳理一下上网的流程。 接下来，我们还是以家庭上网为例。 这里，我把整个链路的模型简化一下。 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。 这个时候，你的这条数据就正式进入了互联网的世界。 而这个公网服务器，有独立的ip，然后，它会将你的数据，发送到目标服务器上。 ...