1、什么是IP地址？
1.1、背景
一臺(tái)電腦數(shù)據(jù)可以直接存儲(chǔ)在自己電腦的硬盤上，如果使用兩臺(tái)電腦可以使用網(wǎng)線連接，達(dá)到實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的目的，但是當(dāng)需要使用多臺(tái)電腦協(xié)同工作來提高效率，這時(shí)很明顯網(wǎng)線的數(shù)量是完全不夠的，因此交換機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。
1.2、交換機(jī)
定義：交換機(jī)（Switch）意為“開關(guān)”是一種用于電（光）信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。其他常見的還有電話語(yǔ)音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等。
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，是一個(gè)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的器材，能為子網(wǎng)絡(luò)中提供更多的連接端口，以便連接更多的計(jì)算機(jī)。
以上來自 交換機(jī)百度百科
交換機(jī)（Switch）的出現(xiàn)使得電腦不再是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，而是由每臺(tái)電腦接入交換機(jī)，由交換機(jī)來分發(fā)給不同的設(shè)備。
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接：要傳數(shù)據(jù)給哪臺(tái)電腦，直接走相對(duì)應(yīng)的接口傳輸即可，數(shù)據(jù)一定會(huì)傳輸?shù)侥繕?biāo)主機(jī)上。
當(dāng)電腦都接入交換機(jī)，那電腦傳到交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換機(jī)不知道要將數(shù)據(jù)發(fā)送給哪臺(tái)電腦？就像是沒有寫清楚具體地址的郵件包裹，因此數(shù)字虛擬地址（IP地址）出現(xiàn)。
電腦在發(fā)送數(shù)據(jù)到交換機(jī)的時(shí)候帶上要發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)的IP地址，那么交換機(jī)就知道要怎么發(fā)送。
1.3、局域網(wǎng)
當(dāng)一堆電腦 + 一臺(tái)交換機(jī)就組成了一個(gè)小的可以交互的網(wǎng)絡(luò)，稱為局域網(wǎng)。
當(dāng)加入新的局域網(wǎng)。兩個(gè)局域網(wǎng)要相互通信，那就需要兩個(gè)局域網(wǎng)的交換機(jī)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。
再繼續(xù)發(fā)展，當(dāng)一堆交換機(jī)需要連接的時(shí)候，交換機(jī)之間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的數(shù)量顯然是非常龐大的，同樣會(huì)出現(xiàn)接口和線纜過多的情況，那么交換機(jī)之間會(huì)連接新的交換機(jī)。
1.4、廣域網(wǎng)
再發(fā)展，局域網(wǎng)設(shè)備越來越多，用戶越來越多，最終幾乎全球的用戶都參與了到這個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)中，最終形成一個(gè)超級(jí)龐大的網(wǎng)絡(luò)，就是廣域網(wǎng)。
1.5、ISP 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商
廣域網(wǎng)就是一個(gè)設(shè)備數(shù)量超級(jí)龐大的局域網(wǎng)。這樣做也不容易，需要在各種重要的城市建設(shè)骨干服務(wù)器，還要在不同的區(qū)域布置分支服務(wù)器，并將線路布置到各個(gè)角落讓我們?nèi)ソ尤?，需要大量的資金成本和后期維護(hù)，而做這些事情的就是 ISP 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商，也就是移動(dòng)、聯(lián)通和電信。這些都需要高成本，所以寬帶都需要限速和計(jì)費(fèi)。
2、IPV4
2.1、什么是IPV4？
網(wǎng)際協(xié)議版本4（英語(yǔ)：Internet Protocol version 4，IPv4），又稱互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第四版，是網(wǎng)際協(xié)議開發(fā)過程中的第四個(gè)修訂版本，也是此協(xié)議第一個(gè)被廣泛部署的版本。
2.2、IPV4的組成
IPv4使用32位二進(jìn)制（4字節(jié)）地址，因此地址空間中只有約42億個(gè)地址。不過，一些地址是為特殊用途所保留的，如專用網(wǎng)絡(luò)（約1800萬個(gè)地址）和多播地址（約2.7億個(gè)地址），這減少了可在互聯(lián)網(wǎng)上路由的地址數(shù)量。隨著地址不斷被分配給最終用戶，IPv4地址枯竭問題也在隨之產(chǎn)生?；诜诸惥W(wǎng)絡(luò)、無類別域間路由和NAT（Network Address Translator, 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）的地址結(jié)構(gòu)重構(gòu)顯著地減少了地址枯竭的速度。但在2011年2月3日，在最后5個(gè)地址塊被分配給5個(gè)區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)之后，IANA的主要地址池已經(jīng)用盡。
以上來自 IPV4百度百科
但是不是所有的地址我們都能使用，詳細(xì)看下圖。
2.3、NAT 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
2011年底，IPV4就已經(jīng)枯竭了
2020年，亞太互聯(lián)網(wǎng)信息中新發(fā)布出來一個(gè)新的地址，NAT，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換。
具體流程是：有5臺(tái)電腦，ip分別是：192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3、192.168.0.4、192.168.0.5，路由器是接入廣域網(wǎng)并執(zhí)行NAT的，所以路由器就是網(wǎng)關(guān)，IP為6.6.6.6，當(dāng)電腦A要訪問廣域網(wǎng)上一個(gè)IP為8.8.8.8的設(shè)備，則數(shù)據(jù)包從電腦A出來后，到達(dá)IP為6.6.6.6的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)這個(gè)數(shù)據(jù)包是發(fā)往8.8.8.8的，就會(huì)將192.168.0.1發(fā)送來的數(shù)據(jù)包的IP映射成6.6.6.6，并記錄好映射表，以6.6.6.6的IP把這個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送給8.8.8.8。
這樣，5臺(tái)電腦發(fā)送的數(shù)據(jù)包都分別通過NAT把原有的IP轉(zhuǎn)換成6.6.6.6，以6.6.6.6的IP把這個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送給8.8.8.8。實(shí)現(xiàn)5臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)IP的效果。
2.4、端口映射
上面的情況會(huì)存在一個(gè)問題，當(dāng)數(shù)據(jù)從8.8.8.8傳到6.6.6.6的時(shí)候不知道要發(fā)送到下面哪個(gè)主機(jī)？這就引入了端口映射 port mapping。
IP地址:端口號(hào)
如：6.6.6.6:1000
即在IP地址后面增加一串端口號(hào)，網(wǎng)關(guān)會(huì)以不同的端口去和外網(wǎng)交互，然后把這些端口映射給局域網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)設(shè)備。傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，除了IP地址的映射外，再額外加上端口號(hào)的映射，這樣就可以實(shí)現(xiàn)共同一個(gè)IP還能精準(zhǔn)傳送數(shù)據(jù)了，以實(shí)現(xiàn)PAT多對(duì)一映射。
最后，在NAT和端口映射的技術(shù)加持下，才讓IPv4茍延殘喘的堅(jiān)持了很多年。
3、公網(wǎng)IP和私有IP
下圖中6.6.6.6就是
公網(wǎng)IP，因?yàn)樗?code>可以直接用來在廣域網(wǎng)上交互數(shù)據(jù)。
寄宿在6.6.6.6網(wǎng)關(guān)下面的192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3、192.168.0.4、192.168.0.5，就是
私有IP
公網(wǎng)IP可以向運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)，這樣接入家里的光貓的IP就會(huì)變成不需要任何映射和轉(zhuǎn)換，可以直接訪問的地址了。
4、IPV6
由于IPV4的弊端（不夠用），IPV6出現(xiàn)。
IPv6是英文“Internet Protocol Version 6”（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版）的縮寫，是互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）設(shè)計(jì)的用于替代IPv4的下一代IP協(xié)議，其地址數(shù)量號(hào)稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個(gè)地址。
以上來自 IPV6百度百科
IPV6由8組四位十六進(jìn)制數(shù)組合而成。理論是可以提供約3.4*10^38個(gè)IP地址。
目前IPV6不能直接和IPV4互通，必須借助其他的設(shè)備去做轉(zhuǎn)換和映射。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-730170.html
IPV4終究有一天要埋沒到歷史的長(zhǎng)河里~
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到了這里，關(guān)于IPV4和IPV6，公網(wǎng)IP和私有IP有什么區(qū)別？的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
