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說起IP地址大家都知道，但是經常搞網路的朋友應該聽說過公網IP和私網IP，話說什麼是公網IP什麼是私網IP你瞭解嗎？還有幾年前就聽說IP地址資源枯竭了，為什麼到現在還能繼續用，下面由億說電腦張一億給大家詳細解說下關於IP地址的這些話題。
Ip地址，全稱（Internet Protocol Address）翻譯成中文意思就是指協議地址。關於IP地址簡單的講就是給所有的電腦分配一個統一格式的唯一的虛擬地址編號，IP地址的格式是一個32位的二進位制數，通常被分割為4個“8位數”，轉換成十進位制就是每個數段從0-255，它表示的範圍是從0。0。0。0至255。255。255。255。
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IP地址的作用是什麼呢？IP地址好比就是我們每個人都有一個身份證一樣，每個號碼對應一個人，不可能有重複，IP地址就好比每臺電腦都有自己上網用的身份編號，我們在網路上互動的時候不管是傳送資料還是接收資料都要帶上這個數字的虛擬地址。打個比方，有A、B、C三臺電腦連線在同一個
交換機
上，它們的IP地址分別為192。168。0。1，192。168。0。2，192。168。0。3，電腦A要給電腦C傳輸資料，就在傳送的資料包的包頭裡加上這個包含192。168。0。3這個IP地址，這樣資料包傳送到交換機的時候交換機就會根據資料包包頭裡IP地址才能準確的把資料包傳送到電腦C而不是電腦B。我們這三臺電腦加上交換機就組成了一個小的可以用來互動資料的網路，這就是傳說中的
區域網
了。
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三臺電腦組成的網路太小了，我要去加入一個新的區域網，讓新的區域網能和之前的局域風實現資料互通，我們只需要把這兩個區域網的交換機連線起來就可以了，於是我們得到了一個更大規模的區域網了。就這樣我們新增的區域網越業越多，同樣的出現的介面和線纜也越來越多，需要的交換機也越多越多，最後幾乎世界的所有人的電腦都加入到了這個區域網當中，這個宏大規模可以連線全世界的各種裝置的網路就是廣域網。
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要把世界所有的裝置都連線起來可不是件容易的事情，需要在各種重要的城市建設骨幹伺服器，在不同的地方還要佈置分支伺服器並將線路佈置到每個角落可以讓我們所有人都能接入進去。這是一個需要投入大量資金還要大量的後期維護的超大工程，帶頭做這些事情組織就是我們所說的ISP（網際網路服務提供商），也就是我們平時說電信、聯通和移動。正因為提供網際網路服務需要大量的成本所以他們是不可能免費給我們用的。
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說完了區域網和廣域網大家應該對網路的組成和原理大致解理了吧。再來看我們的主角IP地址，上面說了它是由4個8位的二進位制組成，也就是2的32次方，摺合十進位制大約42。28億。也就是說它只能提供42。28億個地址，再加上有些IP地址有特殊的用途所以保留了下來不允許給大眾使用，真正給被我們所用的只有36。47億個。但是全球的人數已遠超這個數字了，即便有的人不用網路，但是用到網路的人也不可能只有一臺裝置要用，所以現有的IPV4已經不夠用了，在2011年的時候分配的IPV4就已經枯竭了。
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IPV4的地址已經用完了，那麼如果有新使用者繼續加入，很難做到讓每個裝置都擁有自己的獨立IP地址。這就引進了一項新技術就是NAT網路地址轉換。
假設還是那三臺電腦A、B、C接到一個
路由器
上，IP分別為192。168。0。1，192。168。0。2，192。168。0。3，接入廣域網的IP假設為8。8。8。8，由於路由器是接入廣域網並執行NAT的，這個路由器就是我們的閘道器。當其中一臺電腦要訪問網路上IP為101。102。103。104的裝置時，這臺電腦的IP會被轉換為8。8。8。8，以8。8。8。8這個IP把資料包傳送出去。路由器下的這三臺電腦都是透過NAT把原有的IP轉換成8。8。8。8再把資料包傳送出去，實際上就是這三臺電腦共用一個IP。
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同理，101。102。103。104這個閘道器它的下面也會掛載多臺電腦，問題來了，如果其中一臺電腦要接收資料包的時候101。102。103。104這個閘道器怎麼知道要把資料包傳送給哪臺電腦？這就用到了另一項技術-埠對映，在閘道器後面加個埠號，比如101。102。103。104：888，101。102。103。104：777，101。102。103。104：666等，這樣閘道器會以不同的埠去和外網互動，然後把這些埠對映給區域網內的每臺電腦，傳輸資料的時候除了IP的對映外再加上埠號的對映，這樣就實現了多臺電腦共用一個IP還能做到精準傳送資料了，以實現PAT多對一映射了。
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在NAT和埠對映的技術加持下，才實現了IPV4數量不夠的情況下又繼續堅持了這麼多年。
看到這裡相信大家已經對公網IP和私有IP大致瞭解了，比如那幾臺電腦92。168。0。1，192。168。0。2，192。168。0。3就是寄宿在8。8。8。8閘道器下面的私有IP，閘道器的8。8。8。8就是可以直接對外互動的公網IP。每一個公網IP地址在網路中都是獨一無二的，而私有IP只是閘道器下局域內的IP，可能其它閘道器下也會有相同的IP，但這種IP只在區域網內部使用不能拿到外網使用。
我們大多數使用者的網路都是私有IP的，如果你想要公網IP只能去跟運營商申請，有了公網IP接入我們家中的光貓的IP就不需要透過對映和轉換，完全可以直接訪問。大部分人對於公網IP是沒有需求的，除非你要做一些網際網路服務，比如說做網盤或是架設伺服器之類的操作都會用到公網IP，但是IPV4的資源越來越緊缺，現在申請公網IP也越來越難了。
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為了解決IPV4的資源不足，IPV4升級到了IPV6，IPV6由8組4位16進位制數組合而成，理論上可以提供3。4*10^38個IP地址，這個數字足以給我們用幾萬年了。但是IPV6想普及也是有一定難度的，因為IPV6跟IPV4是兩個完全不同的協議，它們之間不能直接進行互動，必須藉助一些裝置去轉換和對映，這就是為什麼IPV6到現在都沒有普及的原因。不過隨著網際網路各大巨頭紛紛開始使用IPV6，再加上目前支援IPV6的裝置也在逐漸取代IPV4，IPV6終究有一天會完全取代IPV4的！
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