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说起ip地址，大家都知道，但是经常搞网络的朋友应该听说过公有ip和私有ip。你知道什么是公有ip和私有ip吗？前几年听说ip地址资源枯竭。为什么现在还能继续用？在这里，张电脑，将详细解释这些关于ip地址的话题。
ip地址全称(互联网协议地址)翻译成中文，就是互联网协议地址的意思。简单来说，ip地址就是以统一的格式给所有电脑分配一个唯一的虚拟地址号。ip地址的格式是一个32位的二进制数，通常分为四个 8位二进制数 。换算成十进制时，每个数字段是从0到255，其范围是从0.0.0.0到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张身份证，每个号码对应一个人，不能有重复。ip地址就好比每台电脑都有自己的id号用来上网。我们在网络上互动的时候，发送或者接收数据的时候都要带上这个号码的虚拟地址。例如，三台计算机a、b和c连接到同一个交换机，它们的ip地址分别是192.168.0.1、192.168.0.2和192.168.0.3。如果计算机a要向计算机c传输数据，它会在数据包报头中添加包含192.168的数据包。我们的三台计算机和交换机组成了一个小型网络，可以用来交换数据。这就是传说中的局域网。
三台电脑组成的网络太小了。我 我要加入一个新的局域网，这样新的局域网就可以和以前的局域网通信。我们只需要把这两个局域网的交换机连接起来，就得到一个更大的局域网。这样局域网加的越多，出现的接口和线缆就越多，需要的交换机也就越多。最后，几乎每个人 世界上所有的计算机都加入了这个局域网。这种可以连接全世界各种设备的大规模网络就是广域网。
连接世界上所有的设备并不容易。要在各个重要城市建设骨干服务器，在不同的地方布置分支服务器，在每个角落布置线路，让我们所有人都可以访问。这是一个巨大的项目，需要大量的资金和大量的后期维护。带头做这些事情的组织就是我们所说的isp(互联网服务提供)业务)，也就是我们通常说的电信、联通、移动。他们不可能免费为我们提供互联网服务，因为费用很高。
讲了局域网和广域网，你应该对网络的组成和原理有个大概的了解。让 让我们看看我们的主角 的ip地址。说是由4个8位二进制组成，也就是2的32次方，十进制大概是42.28亿。也就是说，它只能提供42.28亿个地址，有些ip地址有特殊用途，不允许公众使用，实际被我们使用的只有36.47亿个。然而，世界上的人数已经远远超过了这个数字。即使有些人不。;t使用网络，使用网络的人不可能只用一台设备，所以现有的ipv4不够用，分配的ipv4将在2011年耗尽。
ipv4地址已经用完，如果新用户继续加入，很难让每台设备都有自己独立的ip地址。这就引入了一项新技术，nat网络地址转换。
假设a、b、c三台电脑分别连接到一台ip为192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3的路由器上。访问广域网的ip地址假定为8.8.8.8。因为路由器连接到wan并执行nat，所以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为101.102.103.104的设备时，这台计算机的ip将被转换为8.8.8.8，数据包将以8.8.8.8的ip发送出去。路由器下面的三台电脑都是通过nat把原来的ip转换成8.8.8.8，然后发送数据包。实际上，这三台计算机共享同一个ip。
同样的，101.102.103.104的网关下也会有很多电脑。问题是，如果其中一台计算机想要接收数据包，101.102.103.104的网关将如何知道将数据包发送到哪台计算机？这就用到了另一种技术——端口映射，在网关后面加上一个端口号，比如101.102.103.104: 888，101.102.103.104: 777，101.102.103.104: 666等。，这样网关就会用不同的端口与外网进行交互，然后将这些端口映射到局域网中的每一台计算机上，并且在传输数据时除了ip映射之外还要加上端口号映射，这样多台计算机就可以共享一个ip，准确的传输数据。
得益于nat和端口映射技术，已经意识到ipv4的数量是不够的，并且坚持了这么多年。
看到这里，相信大家对公有ip和私有ip都有了大致的了解，比如92.168.0.1那些电脑，192.1。68.0.2、192.168.0.3是8.8.8.8网关下托管的私有ip，网关的8.8.8.8是可以直接与外界交互的公有ip。每个公有ip地址在网络中都是唯一的，私有ip只是网关下本地的ip，其他网关下也可能有相同的ip，但这个ip只在局域网内使用，不能在外网使用。
我们的大多数用户 网络是私有ip。想要公有ip，只能向运营商申请。有了公共ip，就可以直接访问我们家广茂的ip，不需要映射和转换。大部分人对公网ip没有需求，除非你想做一些互联网服务，比如做网盘或者架设服务器，才会使用公网ip。但是ipv4的资源越来越稀缺，现在申请公网ip越来越难。
为了解决ipv4的资源不足，ipv4升级为ipv6，由8组4位十六进制数组成。理论上可以提供3.4 * 10 ^ 38个ip地址，足够我们使用几万年。但是，推广ipv6很难，因为ipv6和ipv4是两个完全不同的协议，它们可以 t直接交互，所以必须通过一些设备进行转换和映射，这也是ipv6直到现在还没有普及的原因。但是，随着互联网巨头们陆续开始使用ipv6，支持ipv6的设备也在逐步取代ipv4，ipv6总有一天会完全取代ipv4！
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