说到IP地址，每个人都知道它，但是经常从事网络工作的人应该听说过公共IP和私有IP。你知道什么是公共IP，什么是私有IP吗？几年前我就听说IP地址资源枯竭，为什么现在还能继续使用，下面由亿机张亿给大家详细解释一下这些关于IP地址的话题。

互联网协议地址(Ip地址)翻译成中文就是指互联网协议地址。IP地址只是以统一的格式为所有计算机分配一个唯一的虚拟地址号码。IP地址格式为32位二进制数，通常分为4个“8位二进制数”。转换为十进制时，每个段的取值范围是0 ~ 255。取值范围是0.0.0.0 ~ 255.255.255.255。

IP地址的作用是什么？IP地址就像我们每个人都有一个身份证，每个号码对应一个人，没有重复，IP地址就像每台电脑都有自己的互联网身份号码，我们在网络上互动无论是发送数据还是接收数据都要拿这个数字虚拟地址。例如，有三台计算机A、B和C连接到同一台交换机。IP地址分别为192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3。计算机A想要将数据传输给计算机C。在数据包头中添加IP地址192.168.0.3，这样当数据包发送到交换机时，交换机会根据数据包头中的IP地址准确地将数据包发送给计算机C而不是计算机B。我们的三台计算机和交换机组成了一个小网络，可以用来交换数据。这就是传说中的局域网。

三台电脑的网络太小了，所以我需要加入一个新的局域网，使新的局域网可以和旧的局域网通信。我们只需要把两个局域网的开关连接起来，这样我们就有了一个更大的局域网。因此，我们增加的局域网越多，我们拥有的接口和电缆就越多，我们需要的交换机也就越多，最后，世界上几乎所有的计算机都加入了局域网，这是一个连接世界各地各种设备的大规模网络。

连接世界上所有的设备并不容易，你需要在所有的主要城市建立主干服务器，在不同的地方建立分支服务器，并在每个角落铺设电线，以便我们所有人都能访问它们。这是一个巨大的项目，需要大量的资金和大量的后期维护，带头的组织是我们所说的互联网服务提供商，也就是我们所说的电信、联通和移动。仅仅因为提供互联网服务要花很多钱，他们就不能免费给我们。

在讨论了局域网和广域网之后，您应该对网络的组成和原理有一个大致的了解。让我们看看主角的IP地址。它说它由四个8位组成，或者2的32次方，十进制大约是42.28亿。这意味着它只提供42.28亿个地址，加上一些IP地址是预留给特殊用途的，不允许公众使用，只有36.47亿个IP地址真正被我们使用。但是世界上的人数远远高于这个数字，而且即使有些人不使用互联网，那些使用互联网的人也不是只有一个设备可以使用它，所以现有的IPV4是不够的，从2011年开始，IPV4的分布已经枯竭。

由于IPV4地址已经用完，如果新用户继续加入，每个设备很难拥有自己独立的IP地址。这引入了一种叫做NAT的网络地址转换新技术。

假设相同的三台计算机A、B和C连接到一台路由器，IP地址分别为192.168.0.1、192.168.0.2和192.168.0.3。假设访问广域网的IP地址为8.8.8.8。由于路由器访问WAN并执行NAT，因此该路由器是我们的网关。当其中一台计算机想要访问网络上IP地址为101.102.103.104的设备时，该计算机的IP地址被转换为8.8.8.8，并使用8.8.8.8的IP地址发送数据包。路由器下的三台计算机都通过NAT将原始IP转换为8.8.8.8，然后发送数据包。实际上，这三台计算机共享相同的IP。

同样，网关101.102.103.104也有多台计算机连接到它。问题是，如果一台计算机想要接收数据包，网关如何知道将数据包发送到哪台计算机？这使用了另一种技术，端口映射，其中您向网关添加端口号，例如101.102.103.104:888,101.102.103.104:777,101.102.103.104:666等，以便网关将使用不同的端口与外部网络交互，然后将这些端口映射到LAN中的每台计算机。在传输数据时，除了IP映射之外，还增加了端口号映射。这样，多台计算机共享一个IP，可以准确地传输数据，从而实现PAT多对一映射。

NAT和端口映射技术使IPV4在多年缺乏IPV4的情况下得以实现。

我相信你对公共IP和私有IP有一个大致的了解。例如，计算机的92.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3是在8.8.8.8网关下托管的私有IP地址，网关的8.8.8.8是可以直接与外界交互的公网IP地址。每个公网IP地址在网络中是唯一的。私网IP地址仅指网关下的本地IP地址。私网IP地址可能与其他网关下的IP地址相同。

我们大多数用户的网络都是私有IP地址。如果您需要公网IP地址，只能向运营商申请。通过公网IP地址接入，我们家里的光猫的IP地址可以直接访问，不需要映射和转换。大多数人不需要公网IP地址，除非你需要做一些互联网服务，比如创建网盘或者设置服务器，但是IPV4资源越来越稀缺，申请一个公网IP地址变得越来越困难。

为了解决IPV4的不足，IPV4升级为IPV6, IPV6是8个4位十六进制数的组合，理论上可以提供3.4*10^38个IP地址，足够我们使用数万年。但是，IPV6的普及也比较困难，因为IPV6和IPV4是两种完全不同的协议，它们之间不能直接交互，必须使用一些设备进行转换和映射，这也是IPV6没有普及的原因。但随着使用IPV6和IPV4的互联网巨头被IPV6设备所取代，IPV6最终将完全取代IPV4。