您家中的所有裝置如何以及為什麼共享一個ip地址

如果你和大多數人一樣，你的網際網路服務提供商會給你一個單一的網際網路協議地址，你的路由器會在你家裡所有連線的裝置之間共享這個地址。...

如果你和大多數人一樣，你的網際網路服務提供商會給你一個單一的網際網路協議地址，你的路由器會在你家裡所有連線的裝置之間共享這個地址。

這實際上違反了端到端原則，網際網路就是圍繞這個原則設計的。然而，只有這麼多的IP地址可以使用-我們快用完了。

公共ip地址是有限的資源

可用的IPv4 IP地址不到42億個。換句話說，地球上連線的裝置比它們唯一的公共IP地址還要多。網際網路上的IPv4地址已經用完了，儘管我們正在對它們進行配給。

您的ISP通常會為您分配一個IP地址，而不是您的網際網路服務提供商為您家中的每個裝置分配一個唯一的公共IP地址—每次您購買新電腦、平板電腦、智慧**、遊戲機或其他任何裝置時，您都需要一個額外的IP地址。

公用ip地址與專用ip地址

你的路由器直接連線到網際網路，它被分配給你的公共IP地址（可能會隨著時間的推移而改變）。然後，路由器負責在家中的其他計算機和連線的裝置之間共享公共IP地址。

路由器將本地IP地址分配給連線的裝置。這使得他們可以在你家的路由器後面互相通訊。但是，這些本地IP地址無法從Internet訪問。換句話說，您的公共IP地址可能是23.24.35.63。任何人在網際網路上都可以嘗試連線到這個地址，他們會到達你的路由器。您的計算機的專用IP地址可能是192.168.1.100。當Internet上的某個人試圖連線到該地址時，他們的計算機將在其本地網路上查詢地址192.168.1.100。

如果這有點混亂，試著想想辦公樓。辦公樓的地址可能是500 Fake Street，Fake Town，USA。任何人都可以從世界任何地方向這個地址傳送郵件-這個地址相當於公共地址。辦公樓中的辦公室可能是“203室”。與本地IP地址一樣，“203室”並不是一個全球唯一的地址，它在許多辦公樓中都有使用。如果你住在世界的另一邊，就不能直接把郵件寄到203房間。你必須把郵件寄到辦公樓本身。

網路地址轉換（nat）和埠轉發

當你連線到網際網路上的某個東西時，比如一個網站，你的電腦會透過路由器傳送資料包。您的路由器修改資料包併為路由器上的每個傳出連線分配一個唯一的埠。當網站或其他伺服器將資料傳送回您時，它會將資料傳送回該特定埠，並且您的路由器知道它應該將資料傳送回啟動原始連線的同一裝置。這就是路由器如何使用一個IP地址同時處理多臺計算機的網際網路流量，並知道所有流量應該流向何處。

但是，在處理未請求的傳入流量時，這可能會崩潰。例如，如果有人試圖自動連線到你的路由器的IP地址，你的路由器不知道它應該把流量傳送到哪裡。你的路由器所能做的就是接收流量並丟棄它。這本質上意味著路由器就像一種防火牆，丟棄未請求的入站流量。

如果您想接收這個傳入流量，您可以在路由器上設定埠轉發。例如，您可以告訴您的路由器，您正在特定的本地IP地址的埠25565上執行Minecraft伺服器。當您的路由器在埠25565上接收到連線時，它知道應該將該流量傳遞到您指定的本地IP地址。這就是為什麼埠轉發對於用作伺服器並從本地網路外部接收未請求的入站流量的應用程式是必要的。

兩種可能的未來

正如我們上面提到的，我們正在用盡IPv4的IP地址，儘管配給。從長遠來看，每個裝置都有希望擁有自己的IP地址。在短期內，你甚至可能沒有一個自己的公共IP地址。

每個裝置的IPv6地址：IPv4只有不到42億個地址，但是IPv6可以提供2128個可能的IP地址。Wolfram Alpha可以幫助我們正確看待這個巨大的數字：即340282366920938463463374607431768211456個不同的IP地址，或者說地球上每個人都有大約501000000000000000個唯一的IP地址。一旦IPv6變得更加普及並取代IPv4，我們就可以在Internet上為每個連線的裝置分配一個唯一的IP地址。
運營商級NAT：短期內，一些isp正努力向客戶提供IPv4地址。運營商級NAT是一些isp正在研究的解決方案。使用運營商級NAT的ISP將為自己保留其公共IP地址。它將使用NAT（就像您的家庭路由器一樣）向所有客戶分發本地IP地址。客戶在Internet上沒有自己唯一的公共IP地址，也無法使用需要埠轉發或直接連線的伺服器軟體。