IP地址到底是什么？

Posted 2022-03-14 i进击的攻城狮

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。