為什麼我們家裡的IP都是192.168開頭的？
2023.01.09
為什麼我們家裡的IP都是192.168開頭的？
IP地址就像快遞裡填的送件和收件地址，是一串編號，用於在紛繁複雜的網絡世界中標識你的位置。
是的，還是我小白，什麼技術博主，老情感博主了。來講個故事。資深老舔狗小張今天很興奮，說什麼也要請大家喝奶茶。因為他說他感覺要跟喜歡的女生小呂修成正果了。一問為什麼。他耳朵都紅了，說"我覺得小呂在暗示我了，她說她喜歡看阿凡達，正好我長得就像阿凡達"。
聽了讓人皺眉。他繼續說："她說她喜歡射手座，正好我就是"我撓撓頭："行，別說了，懂了。她住上海，你也住上海，你兩算是同居了"他愣了一會，看了看我："別說這種舔狗話，但你說的其實有點道理，上次她讓我幫她修電腦，我發現她家的ip是192.168.xx.xx，巧了，我家的也是，我懷疑我們住的很近"。
很感動。
我甚至沒敢告訴他，我家裡的IP也是192.168開頭的，我猜你家的也是，就現在正在看這篇文章的你。
但問題就來了，為什麼大家的IP都是192.168.xx.xx？
我們今天來聊下這個話題。
IP地址是什麼
我們知道，網絡通訊的本質就是收發數據包。如果說收發數據包就跟收發快遞一樣。那IP地址就類似於快遞上填的收件地址和發件地址一樣，有了它，路由器就可以開始充當快遞員的角色，在這個紛繁複雜的網絡世界裡找到該由誰來接收這個數據包。
收發數據就像收發快遞
由於我們現在主流的還是IPV4地址，所以默認以IPV4為例進行講解。
這個IP大概長這樣。
IPv4地址
在控制台裡執行ifconfig 就能看到。inet 邊上的 192.168.31.170 就是IP地址。
$ ifconfig
en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
optinotallow=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 optinotallow=201<PERFORMNUD,DAD>
media: autoselect
status: active - 1.
- 2.
- 3.
- 4.
- 5.
- 6.
- 7.
- 8.
- 9.
說白了，它就是個特殊點的編號，用於在互聯網中唯一定位到某台機子。
為了表示這個編號，IP地址一共分為4個字節，一個字節8位，共32位，能用來表示最多 2 ^32，也就是 42億個地址。
貌似。。。有點少？
2021年全球就有78億，今年更是突破了80億，也就是說人均一個IP都做不到。
當前全球人口數
為此好多年前，就在說IPV4地址不夠用，要耗盡了，於是才會有後來的IPV6地址。
IPv6用了更多的字節數，因此能表示更多的地址。大概長這樣。
IPv6地址
是不是很陌生，感覺沒怎麼見過。
這就對了。
大家有沒有發現，用了這麼多年，大部分人其實還在用IPV4地址，不是說要耗盡了嗎？
為什麼大家還一直在用IPV4？
先別急，我們再聊個前置知識點，IP地址的分類。
IP地址的分類
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。
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 - 1.
- 2.
- 3.
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
optinotallow=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 optinotallow=201<PERFORMNUD,DAD>
media: autoselect
status: active - 1.
- 2.
- 3.
- 4.
- 5.
- 6.
- 7.
- 8.
- 9.
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 - 1.
- 2.
- 3.
- 4.
- 5.
- 6.
- 7.
- 8.
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 - 1.
- 2.
- 3.
- 4.
- 5.
- 6.
- 7.
- 8.
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。
总结
• IP地址就像快递里填的送件和收件地址，是一串编号，用于在纷繁复杂的网络世界中标识你的位置。
• IPv4有32位，最多能表示42亿个IP地址。为了更好的管理它们，教科书上出现过ABC这样的分类方式，并且在ABC类里还分为私有地址和公有地址。但目前流行使用CIDR的方式进行分类。
• 为了表示更多主机，我们可以将网络分为广域网和局域网，广域网用公有地址，局域网使用私有地址。将公有地址乘上私有地址，就能表示远大于42亿台的机子。
• 家庭网络较小，往往小区内几幢楼构成一个局域网，这几幢楼共用一个公有IP地址。局域网内选择了C类的私有地址，也就是192.168.xx开头的ip，所以你会发现我们家里的IP基本上都是192.168开头的。
• 在baidu上搜索"我的IP地址"，就能看到你的公网IP地址。
差不多了，给大家留个问题吧
上面提到，网络分为广域网和局域网，IP分为公有和私有。一个局域网内所有机子对外使用一个公有IP，对内则使用私有IP。
那么问题来了，公网里不使用私有IP，一个局域网里的私有IP想访问局域网外的公有IP，必然要做个IP转换，这是在哪里做的转换呢？
私有IP和公有IP在哪进行转换
最后
我在写文章的时候，遇到个小彩蛋。
当我在baidu搜索的网页里，用F12打开浏览器的控制台时。
看到了下面这么一段话。发现是个招聘推广文，想想也是，会开控制台看的基本上都是跟程序员沾边的人，这波是精准引流了。
招聘宣传语确实写的很好。
看完我emo了，当年我毕业的时候，也想着自己有一天能靠着写代码改变世界。
多年以后，我发现，能改变自己，就已经很了不起了。