IPv4和IPv6的区别是什么?什么是局域网和广域网,公网IP和私有IP?

1.基本网络

我们都知道计算机的数据都是存在各自硬盘中的,与其他计算机之间没有人任务关系.

假设计算机A需要给计算机B发送数据,可以选择使用U盘这类移动存储数据来拷贝数据来实现数据交互,但是这样一方面需要手动操作,另一方面无法实现数据的实时传输.

所以我们可以使用线缆将两台计算机连接起来,使用线缆来传输数据,这也就是网线了.如果只有两台电脑,只需要一根线就好

如果有三台,那每台电脑都需要接入两根线

如果有四台电脑,每个电脑之间要接入三根线

2.局域网

随着设备的增多,需要的接口和线材的数量也会越来越多. 为了解决这个情况就有了交换机这个东西

计算机与计算机之前就不需要连接了,而是全部接入交换机上,由交换机去分发来自不同设备的数据.

注:这里的交换机可以是一个有很多接口的常规网络交换机 ,也可以是服务器和路由器

如果是点对点连接,要给哪台电脑传输数据就走对应的连接接口直接放松就可以了,数据一定会传送到目标主机上.

但是如果全部接入交换机后,数据到达交换机就不知道应该发送给谁了,所以为了解决这个情况,我们需要给每个计算机设置一个数字的虚拟地址也就是IP地址.

在每次发送数据时,加上数据接收方的IP地址,这样交换机在收到数据后就知道发送给谁了

当这些电脑有了IP地址之后加上这台交换机就组成了一个小的可以用来交互数据的网络,成为"局域网"

3.广域网

如果加入一个新的局域网,要让这两个局域网互通,那么就需要将这两个局域网的交换机连接起来.

随着越来越多的推移,越来越多的局域网加入进行,交换机与交换机如果使用点对点同样会出现接口和线缆过多的情况,所以局域网和局域网之间还需要放置新的交换机.

随着这个局域网的设备越来越多,参与的用户也越来越多,最后几乎全世界所有的人都接入到了这个庞大的网络当中,你只需要接入这个网络就能访问到这个世界上的绝大多数设备.

这个超庞大的连接全世界各种设备的网络就是广域网

广域网实际上就是一个设备数量超级庞大的局域网,想要把世界不同的设备连接起来可不容易,需要在各种重要的城市建设骨干服务器,在不同的区域还需要布置分支,需要大量的资金成本以及后期维护,牵头做这些事情的组织就是我们所说的ISP(互联网服务提供商),也就是我们熟知的电信,移动和联通.

4.IPv4与NAT

IPv4有32位二进制数构成,理论上可以提供2^32次方,约42亿个地址,为了方便记忆,将每8个二进制数分为一组,变成常用的4个0~255数字的样子

但是由于一些地址有特殊的用途,所以会保留下来不允许大众使用,最后真正可用的IP地址只有36亿多个

全世界的人大约有70亿,加上每个人可能不知一台设备,因为现在的IPv4已经完全不够用了.

为了解决IPv4不够用就有了NAT(网络地址转换)

假设现在有5台计算机,它们接入的这台路由器接入广域网的IP为6.6.6.6,假设这五台计算机中,192,168.0.1这台计算机要访问广域网中一个IP地址为8.8.8.8的设备,那么就会把92,168.0.1这台计算机中的发过来的数据的IP映射成为6.6.6.6,并记录好映射表,以6.6.6.6这个IP把这个数据发送给8.8.8.8,达到五台计算机共用一个IP的效果

但是这样就存在一个问题,这五台电脑的数据都是走着一个IP出入的,数据发送出去以后,接收方并不知道这是哪台电脑发送过来的,接收方下面如果也有很多的其他的附属设备,他也不知道这个数据包需要发送给谁,所以这里引入了一个新的概念叫""端口映射"

在传输数据时,除了IP地址映射外,再额外加上端口的映射,这样就能实现一个IP能精准发送传输数据了

在NAT和端口映射的加持下,才让IPv4又"苟活"了这么多年

5.公网IP和私有IP

了解上述概念之后,什么是公网IP也就很好理解了.

对于上述中192.168.0.1~192.168.0.5的计算机就是寄宿在6.6.6.6网关下的私有IP,网关所拥有的可以直接用来在广域网上交互数据的6.6.6.6就是公网IP.

就比如居住在XX小区XX号楼XX单元XX室,假设全中国就只有一个小区叫XX小区,那么只要说出XX小区大家都知道是哪里,这种能直接访问的具体地址就是公网IP

而XX号楼XX单元XX室是在XX小区的具体地址,在小区内部,也就是局域网内说XX号楼XX单元XX室大家也都知道是在哪个位置,但是其它小区也可能有XX号楼XX单元XX室,像这种只能在局域网内使用的IP,不能够直接在公网中使用的IP就是私有IP

6.IPv6

为了彻底地解决掉IPv4不够用的问题,IP也进行了更新迭代,就有了IPv6,IPv6由8组四位十六进制数组合而成,足以为地球上的每一粒沙子提供IP地址.

由于IPv4和IPv6是不同的协议,这就意味着他们之间不能够进行直接互通,必须要借助其他的设备去做转换和映射,这就导致想要在短时间内彻底用IPV6取代IPV4是很困难的.但也不是完全无法通信,可以借助双栈技术,隧道技术,协议转换技术来实现IPv4和IPv6之间的通信.

不过终究有一天IPv6会取代IPv4,IPV4终究有一天要埋没到历史的长河里,成为人类发展进程上一颗被埋没的璀璨结晶