IP地址是什么

我们知道，网络通讯的本质就是收发数据包。如果说收发数据包就跟收发快递一样。那IP地址就类似于快递上填的收件地址和发件地址一样，有了它，路由器就可以开始充当快递员的角色，在这个纷繁复杂的网络世界里找到该由谁来接收这个数据包。

收发数据就像收发快递

由于我们现在主流的还是IPV4地址，所以默认以IPV4为例进行讲解。

这个IP大概长这样。

IPv4地址

在控制台里执行ifconfig 就能看到。inet 边上的 192.168.31.170 就是IP地址。

$ ifconfig  en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500      options=400<CHANNEL_IO>      ether 88:36:3d:33:a0:15      inet6 fe70::1009:aabf:ecc6:2d10%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x6      inet 192.168.31.170 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.31.255      nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>      media: autoselect      status: active

说白了，它就是个特殊点的编号，用于在互联网中唯一定位到某台机子。

为了表示这个编号，IP地址一共分为4个字节，一个字节8位，共32位，能用来表示最多 2 ^32，也就是 42亿个地址。

貌似。。。有点少？

2021年全球就有78亿，今年更是突破了80亿，也就是说人均一个IP都做不到。

当前全球人口数

为此好多年前，就在说IPV4地址不够用，要耗尽了，于是才会有后来的IPV6地址。

IPv6用了更多的字节数，因此能表示更多的地址。大概长这样。

IPv6地址

是不是很陌生，感觉没怎么见过。

这就对了。

大家有没有发现，用了这么多年，大部分人其实还在用IPV4地址，不是说要耗尽了吗？

为什么大家还一直在用IPV4？

先别急，我们再聊个前置知识点，IP地址的分类。

IP地址的分类

为了更好的管理这42亿个IP地址的用途。我们应该也在教科书上看过这样一张IP分类的图。

IP地址的分类

大概的意思是32位地址里，开头为0的，那就是A类地址。开头为10的，就是B类，开头为110的，就是C类。在这之后，把剩下的字节数拆成两段，一段表示网络号，另一短表示主机号。

网络号和主机号的关系，就像是某个停车场编号和停车位号的关系。一个城市里有很多停车场，而停车场里又有很多个停车位。每个停车位可以停一辆车，这里的一辆车，其实就是一台电脑（主机）。

大型停车场少，但是能停的车巨多，对应A类地址的网络号少，但是主机号多。

小型停车场到处都是，但是一般能停的车就少，对应C类地址的网络号多，但主机号少。

大佬们一开始这么划分网络，其实也是为了方便管理，比如A类地址，是给大型组织机构用的，主机地址的位数高达1600w+，C类地址是给小公司用的，主机号只有200+。

这个差距就有点悬殊了，放在今天就不太合理了，我开个网吧可能都不止200台机子对吧，用C类嫌主机号少，用A类又嫌主机号太多。因此现在这套分类机制其实已经很少用了。

取而代之的是方案是，将所谓的ABC分类直接取消，只保留网络号和主机号，并且网络号的位数也不像以前限制的那么死，用一个斜杠告诉用户多少位是网络号，其余的都是主机号。比如 172.20.61.69/20，那网络号的位数就是20位，主机号的位数是32-20=12位，能放4096台机子，很灵活，很够用。

1668126898773

这就是，所谓的CIDR，(Classless Inter-Domain Routing，无类别域间路由)。

IP地址不够用了吗？

但不管你怎么去分类，在32位下的限制下，你就算玩得再花，只要将A类+B类+C类+X类加起来，IP的个数也最多还是42亿个。还是不够用。

那既然加法不行，那我们就用乘法。

啥意思？

42亿这个数字对大家来说太大了，为了方便理解，我们改成6个IP。

假设将6拆成4+2，再让4乘以2，那结果8肯定大于6。

一开始，我们理解的网络世界只有一层，每人一个IP，那就只有6个人能上网。

相加只能让6人上网

现在我们将网络分成两层。像下面这样。

相乘能让8人上网

每2个人构成一个"小网络"，对外共用一个IP，而内部每个人的IP都不一样，4个小网络共同构成一个"大网络"。比如小明的电脑是1号网络下的6号机子，小红的电脑是2号网络下的6号机子。这样也能做到唯一标识某台机子的效果。

像上面这样，每个2人构成的小网络，就叫做局域网，也就是所谓的内网，用的IP（上面的5，6）也叫私有IP或内网IP，而上面提到的"大网络"，则是广域网，用的IP则被称为公有IP或公网IP。

通过这种方式，原本只能让6人上网，现在却能让8人同时上网。这还是IP只有6个的情况下，如果让数字变回42亿，那就能支持远大于42亿的机子上网了。

公有和私有IP的概念

按照这样的思路，回到上面的ABC类IP地址，大佬们也将它们分成了私有和公有两部分。

在rfc1918文档中定义了私有地址的范围。它们不会出现在广域网中，只会出现在局域网内。

* A类地址：10.0.0.0--10.255.255.255  * B类地址：172.16.0.0--172.31.255.255  * C类地址：192.168.0.0--192.168.255.255

这时候，你再看看C类里的私有地址范围，眼熟不？

192.168.xx.xx就是这网段内的其中一个IP地址。这个范围里大概有6w+个主机号，什么家庭条件能用得完？

于是，就变成了一条街或者一个小区，又或者小区内的几幢楼共用一个公网IP，而内部就用192.168.xx.xx这样的内网IP。所以只要你在家，大概率会发现你的IP地址是C类的192.168.xx.xx。

几幢楼共用一个公网IP

但其实只要你想，A类和B类的私有地址也是可以用在局域网里的。

你到了公司里执行下ifconfig命令，你很可能会发现你的局域网IP就不是192.168开头的了, 而是172或者10开头的。

这是因为在公司内网里，需要的IP数量会更大，172和10开头的IP能表示的主机更多，比如10开头的能表示1600w+个。

就不说别的，光A类地址，只拿了个10开头的网络号出来当内网IP就能表示1600w+个主机号，其余的100+个A类网络号都拿来当公网地址。按上面提到算法去进行个相乘，公网IP数 * 内网IP数 = (100+ * 1600w) * 1600w，你也别管我算的对不对，反正就是能提供给好多设备使用，更别说还有B类和C类的还没算呢。

而且上面只考虑了一层局域网，其实局域网内还能再分成多层，局域网内再嵌套局域网。就像下面这样，这样能用的IP数量就更多了。

局域网内还有局域网

所以说，IP地址虽然不多，但其实完全够用，这也是我们一直以来迟迟不切换成IPv6的原因。够用，能跑，为什么要换？

聊到这里，其实就回答了文章标题的问题，为什么大家的IP都是192.168开头的，是因为IPv4地址有限，为了有效利用这些有限的地址，我们可以将网络分为局域网和广域网，将IP分为了私有IP和公网IP，一个局域网里的N多台机器都可以共用一个广域网IP，从而达到了"做乘法"的效果，大大增加了"可用IP数量"，小区里几幢楼可以共用一个公网IP，且因为设备数量不多，一般选用C类的私有地址，也就是192.168开头的地址。

但问题就来了，怎么知道我的公网IP地址是什么？

查询自己的公网IP地址

在家里的电脑上，通过ifconfig，你能拿到自己的内网IP地址，比如我的就是192.168.31.170。

$ ifconfig  en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500      options=400<CHANNEL_IO>      ether 88:36:3d:33:a0:15      inet6 fe70::1009:aabf:ecc6:2d10%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x6      inet 192.168.31.170 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.31.255      nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>      media: autoselect      status: active

但如果你想知道你的公网IP地址的话，该怎么做呢？

有个简单的方法。你直接在baidu上搜索"我的IP地址"，就能看到你的公网IP地址。

别去ping这个地址，这个图被我p过。

如果你用的是某里云的机子。你也会发现你的机子既有私有IP地址，也有一个公有IP地址。

某里云可以同时分配公有和私有IP

也是p的图。

当你去ping上面的私有地址172.21.56.59时，你会发现它根本ping不通。

$ ping 172.21.56.59  PING 172.21.56.59 (172.21.56.59): 56 data bytes  Request timeout for icmp_seq 0  Request timeout for icmp_seq 1  Request timeout for icmp_seq 2  ^C  --- 172.21.56.59 ping statistics ---  4 packets transmitted, 0 packets received, 100.0% packet loss

而公网地址46.101.121.11却可以ping通。也就是说，在你家的局域网里，你只能通过公网IP地址去访问这台云服务器。

$ ping 46.101.121.11  PING 46.101.121.11 (46.101.121.11): 56 data bytes  64 bytes from 46.101.121.11: icmp_seq=0 ttl=48 time=273.481 ms  64 bytes from 46.101.121.11: icmp_seq=1 ttl=48 time=268.018 ms  64 bytes from 46.101.121.11: icmp_seq=2 ttl=48 time=266.606 ms  ^C  --- 46.101.121.11 ping statistics ---  3 packets transmitted, 3 packets received, 0.0% packet loss

这时候，用过他们家服务器的人可能会有个疑问。

只要申请一台云服务，某里云就能给你一个公网IP地址，怎么做到的？

这。。。这么富的吗？

其实，某里云跟管IP的机构，租用了的一批IP地址，在你需要的时候，就能付费租给你，不用了也能回收分配给其他人。

而且公网IP地址下面，其实也可以挂多台云服务器，用上文提到的方式，让多台云服务器共用一个IP。

因此不太需要担心IP耗尽的问题。