什么是IP地址？什么是IP地址空间，什么是私有IP地址空间？

Question

专用网络是使用私有 IP 地址空间的网络（它是什么？）。这些地址通常用于家庭、办公室和企业局域网 (LAN)，

Answer 1

IP 地址本身只是用于标识网络上每台计算机或设备的唯一标识符（因此称为“地址”）。它们特别适用于使用 IP 协议的网络，这实际上是大多数人都会遇到的。有两种 IP 地址协议在使用：IPv4 和 IPv6。IPv4 在今天更为普遍，但网络正在慢慢开始迁移。

IP寻址的基本前提是连接到网络的每台计算机都必须有一个唯一的地址。在 IPv4 中，所有地址都是 32 位长，分成由句点分隔的 8 位块（即 1.1.1.1 - 255.255.255.255）。过去，有足够多的地址，互联网上的每个人都可以拥有自己的唯一地址，而且还有很多可供使用。然后互联网就爆满了。由于IP地址的“短缺”（有2 ^32个可能的IPv4地址），引入了“私有地址”的概念。这些是以下块：

10.0.0.0/8
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16

/8、/12 和/16 是指子网掩码，用于确定必须拆分之前网络的大小。上面的子网掩码为 8、12 和 16 位，分别产生 2 ²⁴、2 ¹²和 2 ⁸设备的最大网络容量。请注意，对于第二组和第三组，此范围内有多个可用网络（即 192.168.0.0 和 192.168.1.0 必须在不同的网络上，但 10.0.0.0 和 10.0.1.0 不必在）。

（请注意，相比之下，IPv6 使用 128 位寻址，这留下了巨大的可用地址空间，因此我们可能再次拥有唯一的公共 IP 地址。）

为了使这些“专用”网络有用，许多网络采用了网络地址协议(NAT)，或者更常见的端口地址转换(PAT)（有时也称为“NAT 过载”）。大多数声称支持 NAT 的设备实际上都在使用 PAT。PAT 背后的想法是路由器可以将大量私有 IP 地址屏蔽到单个公共 IP。它通过将每个内部/私有 IP 地址映射到公共 IP 地址和特定端口（通常在 TCP 或 UDP 协议中定义）来实现。这样，您可以拥有一个包含多个设备（例如 10.0.0.1、10.0.0.2、10.0.0.3 等）的网络，并且它们都将由具有公共 IP 地址（例如 11.32.123.4）的单个路由器表示。

这样做的最终结果是，许多人可以在全球连接的 Internet 上重复使用相同的私有 IP 地址范围，而不会发生冲突。例如，几乎所有的家用路由器都使用 192.168.0.0/8 或 192.168.1.0/8。通过使用 PAT，当我们的计算机实际通过 Internet 通信时，我们都可以使用这些 IP 范围而不会发生冲突。每端的计算机只与具有公共 IP 的路由器通话，然后路由器会根据来自更高级别协议（即 TCP 或 UDP）的传入端口跟踪将流量转发到专用网络上的位置。