【网络安全】ip地址、公网、私网

一、IP地址

ip地址相当于收发快递时的收货地址和发货地址

IPV4的地址：192.168.0.1

11000000.10101000.00000000.00000001

windows使用>ipconfig；linux使用ifconfig

可以看到IPV4地址/inet旁边的就是IP地址

1. IP地址的分类

IP地址有32位，分为A B D E四类

A类：0 + 7位网络号 + 24位主机号

B类：10 + 14位网络号 +16位主机号

C类：110 +21位网络号 +8位主机号

D类：1110 +28位组播地址

E类：1111 +28位以后用

网络号：相当于停车场

主机号：相当于停车位

1个停车场可以有多个停车位；A类相当于大型停车场少，但是大型停车场内停车位多；

C类相当于小型停车场多，但是小型停车场内停车位少

【以上的分类机制已经被取代，因为不同类别的网络号和主机号数量悬殊】

【取而代之，不再使用分类ABCD法，使用以下分类机制：CIDR无类别域间路由】

只保留网络号和主机号，用“/”告诉用户多少位是网络号，其余是主机号

172.20.61.69/20  网络号：20位；主机号：12位

能够放2*12次方=4096台机子

二、让IP够用

就算把所有IP分出去：2*32次方=4294967296 42亿也不够用，这是基于每人都处在一层的情况下

【取而代之，将网络分为两层，如下图】

2个人组成小网络（5 6）公用一个IP，但是5 6内部的IP 不一样 ，5 6 构成的网络叫做：局域网（内网）5 6的IP叫做：私有IP（内网IP） 

1 2构成的网络叫做：广域网，1 2的IP叫做：公有IP（公网IP） 

在ABC类IP中，也有私有和公有两部分

A类局域网部分IP：10.0.0.0~10.255.255.255

B类局域网地址IP：172.16.0.0~172.31.255.255

C类局域网地址IP：192.168.0.0~192.168.255.255

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。

三、我自己的IP地址怎么看

ipconfig里面的IPV4地址==内网IP

百度搜索：我的IP地址 == 公网IP

四、局域网内的私有IP如何访问局域网外的公有IP？

需要进行IP转换：NAT：全称Network Address Translation，网络地址转换。基本上家用路由器都支持这功能。

发送/接收的数据包相当于 收发快递的快递包 

数据包的内容：

 发送数据包的过程：

IP转换过程：

1、A发送C：在a准备发送数据包时：我的电脑会构造IP数据包，发送端IP地址是192.168.30.5,接收端IP地址是192.168.30.5；电脑把数据包发到NAT路由器，路由器把源IP地址192.168.30.5改成：20.20.20.20，这个过程叫做SNAT（Source Network Address Translation，源地址转换）

并且会在NAT路由器里，留下192.168.30.5-》20.20.20.20的映射记录，下次就会直接在记录里读取了。最后就去找接收端IP了

2、C响应A：接收端填：20.20.20.20，发送端填：30.30.30.30，在经过NAT时，会找到之前192.168.30.5-》20.20.20.20的映射记录，然后把目的IP地址修改为内网IP192.168.30.5,，这个过程叫做DNAT（Destination Network Address Translation，目的地址转换）。 

【但是一个公网IP下，有多个私网IP，响应时怎么找映射哪个？】

这个时候用到的是NAPT NAPT（Network Address Port Transfer , 网络地址端口转换 ）。

加入其他信息区分内网里的各个网络连接，就是端口

IP数据包属于【网络层】，端口存在于【传输层】的TCP和UDP数据报文里

那么最后数据包的组成是：IP header + TCP header / UDP header + 数据

【为什么PING没有带端口信息，也能够接收响应？】

ICMP协议，NAT路由器做了特殊处理。ping报文头里有个Identifier的信息，它其实指的是放出ping命令的进程id。对NAT路由器来说，这个Identifier的作用就跟端口一样。

当我们去抓包的时候，就会发现有两个Identifier，一个后面带个BE（Big Endian），另一个带个LE（Little Endian）。

其实他们都是同一个数值，只不过大小端不同，读出来的值不一样。就好像同样的数字345，反着读就成了543。这是为了兼容不同操作系统（比如linux和Windows）下大小端不同的情况。

五、内网穿透

家里启动了一个http服务，地址是192.168.30.5:5000，公司里的手机想访问，却访问不了

外网机器如何访问内网服务？

因为NAT的存在，我们只能从内网主动发出连接，NAT没有记录映射关系的话，也转发不了数据。

为了解决这个问题，可以在公网加一台服务器X，暴露一个访问域名，让内网服务主动连接服务器X，NAT也会有一个内网到服务器X的映射关系，然后所有人去访问服务器X，就可以了。

六、两个局域网设备如何建立连接？

（1）小明的QQ和小红的QQ客户端如何建立连接？

两个QQ客户端之间隔了一个聊天服务器，QQ登录时，主动向公网的聊天服务器建立连接，两边的NAT都有公网聊天服务器和私网的映射关系，

（2）P2P下载，没有第三方服务器，怎么进行通讯

P2P下载=种子迅雷下载

下图为NAT打洞，我们现在常见的都是锥形NAT