TCP/IP中使用IP地址来确定网络上的一台主机

IPV4协议中，32位（4个字节）源IP地址和32位目的IP地址，也就是可以表示2^32=42亿9千万个地址

如今随着互联网甚至物联网的迅速发展，我们面临着IP地址数量不充足的问题：

当前的网络环境中，就是以NAT+动态分配的方式来解决IP地址不够用的问题的

1、动态分配IP

也就是只有在需要时才进行IP地址的分配，但是很明显这个办法治标治本，仅仅是提高了IP的利用率，但并没有增加IP地址的数目

2、NAT机制

Network Address Translation，网络地址转换

IP地址可以分为2类：

（1）内网IP（局域网IP）：10.* 或者 172.16.* ~ 172.31.* 或者192.168.*

                   （在同一个局域网内部，内网IP之间不能重复；不同局域网中允许重复）

（2）外网IP（广域网IP）：内网IP以外的都是外网IP，是唯一的不允许重复

        使用cmd就可以查看这台主机IPV4地址，可以看到是内网IP： 

        下面这个是外网IP，这个IP是我们所在的一大片区共用的一个IP： 

在本地网络中使用私有地址，在连接互联网时转而使用全局 IP 地址的技术。

旨在通过将一个外部 IP 地址和端口映射到更大的内部 IP 地址集来转换 IP 地址

通过在路由器或防火墙设备上配置NAT，‌可以实现私有网络和公共网络之间的IP地址转换，‌从而隐藏内部网络的真实拓扑结构。‌

NAT技术包含多种类型和实现方式，‌以适应不同的网络需求和场景。‌这些方式包括：‌

• 静态转换：‌将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，‌实现一对一的映射，‌允许外部网络对内部网络中某些特定设备的访问
• 动态转换：‌将内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，‌内网、‌外网IP地址都是随机的，‌实现某些内网地址段与几个合法公网IP地址之间的地址转换
• 端口多路复用（‌PAT）‌：‌改变外出数据包的源端口并进行端口转换，‌实现内部网络的所有主机通过一个合法公网IP地址访问外部网络，‌最大限度地节约IP地址资源，‌同时隐藏网络内部的所有主机，‌有效避免来自外部网络的攻击

NAT技术还包含两种转换方式：‌ 

• 源NAT（‌SNAT）‌：‌修改数据包的源地址，‌改变数据包的来源地址，‌实现数据包伪装等
• 目的NAT（‌DNAT）‌：‌修改数据包的目的地址，‌改变数据包的目的地地址，‌实现平衡负载、‌端口转发和透明代理等

NAT机制，最大的优势就是它是一种 ”纯软件的方案“，它不仅解决了IPv4地址短缺的问题，还增强网络安全性和提高网络性能（局域网内部的设备，能够主动访问外网的设备，外网的设备却无法主动访问局域网内部的设备）

3、IPV6

IPV6是用16个字节来表示地址，也就是可以表示2^128个地址，也就是IPV4可表示地址的2^96倍，这多到可以给地球上每一粒沙子都分配一个不同的IP地址，甚至还绰绰有余，除非人类开始星际殖民，否则IPV6是不可能用完的

但是实际上IPV6的普及程度是非常低的，IPV6和NAT都诞生在上个世纪90年代，NAT一经问世就立刻被广泛应用，而IPV6则一直不温不火

最大的原因就是IPV6和IPV4不兼容，若想要广泛应用IPV6则需要完全更换设备（以前的路由器只支持IPV4），这将是巨大的消费，并且并没有收益，网速也不会变快。