IP地址是什么？为什么一台电脑这么多IP地址？

电脑中硬件涉及到的地址有两类，分别是IP地址与MAC地址。

• IP地址指的是逻辑地址，并不唯一，可以根据实际情况进行更改；
• MAC地址指的是硬件地址，具有全球唯一性，并不可以进行更改（软件仿冒并不属于更改）。
• 那么，究竟是什么IP地址呢？电脑为何会需要设置IP地址？

IP地址的定义

我们先来看看IP地址的定义：

IP地址指的是互联网协议地址，全称为IP Address。IP地址将会给网络上的设备、主机电脑分配逻辑上的一个标识符，用以区分不同地域的设备。IP地址工作在网络协议中的网络层，MAC地址则工作在数据链路层。

当前主流使用的是IPv4这个版本，由32位的二进制数组成。通常由四段组成，例如我们比较常见的路由器网关地址192.168.1.1。

IP地址的用途

IP地址主要用于网络设备、服务器、用户终端入网设备的设置。通过IP地址来实现不同设备之间的数据通信，明确需要访问的具体设备。

例如，运营商的核心路由器、汇聚交换机、接入层设备等均需要设置IP地址；我们接触较多的网站服务器、DNS服务器等也需要设置IP地址；个人电脑、平板、手机也需要通过IP地址实现上网。

以我个人电脑为例，每个网卡均需要设置一个IP地址。无论是有线网卡、无线网卡，甚至是虚拟机的虚拟网卡均要设置IP地址。

IP地址的分类

IPv4地址在设计之初，仅供实验室进行使用，并未料想会如此的普及。因此，IPv4地址匮乏的事情一直困扰着人们。

于是出现了公网、私网地址的分类：

• 公网地址主要用于互联网核心设备、服务器等广域网的设备进行使用；
• 私网地址主要用于局域网设备使用，不同的局域网可以使用相同的私网地址。
• 这样，在一定程度上缓解了IP地址不足的问题。这里面就涉及到了NAT地址转换的技术，就不详细展开说明了。

IP地址未来的发展趋势

IPv4地址不足的问题已经相当严重，特别是5G网络发展所产生万物互联的基础，任何智能设备终端均需要IP地址来实现网络的接入。

IPv6便应运而生，IPv4使用的是32位地址，最多能够使用的地址为2^32；IPv6使用的是64为地址，最多能够使用的地址为2^128。大家不要小看了指数的叠加，IPv6的地址数足够涵盖地球上的所有设备。

2019年7月，中国IPv6发展论坛会议已经在京召开。国内三大运营商已经在核心设备上启用了IPv6地址，使用的是IPv6与IPv4同时运行的方式，个人用户端并未感受到差异而已。据统计，全国通过IPv6上网的活跃用户已达７亿左右（累计）。

二

一台电脑涉及的IP地址有：本地IP地址、网关IP地址、DNS地址、运营商NAT地址、公网IP地址。通过这些IP地址，我们才能够访问到互联网的某个网站，下文具体说一说。

1、IP地址

电脑的网卡有两种地址：MAC地址和IP地址。其中MAC地址48位，称为物理地址，固化在网卡的ROM中，很难更改，在局域网范围内有效；IP地址32位，成为逻辑地址，需要用户自行配置或者通过DHCP服务器获取。

2、本地IP地址

本地IP地址由IP地址、子网掩码、网关IP地址、DNS地址组成。

IP地址和子网掩码，用于判断IP地址的网络号和主机号。网络号用于标识某个主机属于哪个网络，主机号用于判断某台主机，比如192.168.6.123 255.255.255.0这台主机，网络号为192.168.6.0，主机号为192.168.6.123。

网关IP地址，每台终端与外界通信，首先需要经过网关IP地址对应的网络设备，相当于访问外网的“大门”，网关IP地址通常是路由器的IP地址，网关地址与本地IP地址属于同一个网段。

DNS地址，我们通常使用域名访问某个网站，需要将域名转换成IP地址，而DNS服务器可以完成这个转换，DNS地址对应的就是DNS服务器的IP地址。

3、NAT地址

目前，可分配的IPv4地址已经很少，大部分情况是私网IP地址，经过NAT地址转换之后，多个私网IP地址共享一个公网IP地址访问外网。

由于运营商手中可用的IPv4地址有限，所以现在家里使用的光猫通常只能获取一个运营商的内网地址，而不是公网IP地址。也就是，我们访问一个网站，需要经过两次NAT地址转换，第一次转换到运营商的内部IP地址，第二次运营商IP内部地址转换到公网IP地址，才能访问互联网资源。

我们家里的光猫普遍使用了路由模式，自动PPPOE拨号，然后连接无线路由器，那么还要经过一次NAT地址转换，也就是访问互联网资源需要经过3次NAT地址转换。因此，可以将光猫设置为“桥接模式”，减少依次NAT地址转换，提高网络的稳定性和效率。

以上就是一台电脑、手机等终端访问互联网资源，需要用到的IP地址，可以看到为了应对IPv4地址的紧张，需要经过两次NAT地址转换才能访问互联网，如果光猫设置为路由模式（默认设置），需要3次NAT地址转换。

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