一文彻底搞懂 IP 地址到底是什么？

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，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，这肯定是无法接受的

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 得 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。