网络知识:公网、内网、端口、IP、NAT网络地址转换是什么?

我们经常上的网是区分公网和内网的,还有公网IP和内网IP之分。还有一些其他的网络知识只有经过了解或学习才能让我们更好地畅游网络。

接下来,就让我们来学习一下网络相关的知识。

1.公网和内网

1.1 公网是什么

公网俗称为广域网外网国际互联网InternetWLAN,它是一个遍及全世界的网络,由全球无数服务器和网络终端组成,比如国内的支付宝、微信、腾讯视频等应用。此外,像我们常说的手机4G联网、宽带WiFi联网,也是属于公网的。

全球公网海底光缆

公网具有开放性,连入公网的服务器可以在全球任意位置访问,因而你在中国也能访问位于美国的微软官网。

1.2 内网是什么

内网俗称为局域网私网LAN,相对公网而言,内网是指小范围内的计算机、手机等设备的网络互联。例如路由器和连接路由器的手机、平板、电脑就组成了一个家庭内网

内网规模比较小,手机在家里能够通过内网读取并播放在电脑硬盘存放的视频,但在家外就无法直接读取。

1.3 公网与内网的差异

公网只有1个,内网可以有无数个,公网和内网相互隔离,公网中的设备无法直接访问内网中的设备,内网中的设备同样无法访问公网中的设备。

2.IP和端口

2.1 IP是什么

IP地址是互联网为网络各主机分配的一个32位的地址。以十进制表示

上网的本质是信息交换,以浏览雨飞叶博客网站为例:手机浏览器通过网址(如:https://www.wenmv.com)或IP(如:202.10.48.10)询问雨飞叶博客的服务器主机,发送访问请求;服务器主机接收到请求就返回数据,将存放网页的.html文件发送给手机浏览器,于是打开了对应的网站。

手机是如何找到网站服务器发出询问的?服务器又是如何找到手机返回文件的?依靠的就是IP地址。

2.2 端口是什么

这里的端口,是指用于网络传输数据的符合TCP/IP协议的编号。比如网站的http使用80端口,https使用443端口,数据库使用3306,虫子菌的群晖NAS的远程桌面使用的是5000,端口的数量非常多,从0到65535有几万个。

网络端口示意图

如果IP像地址一样可以确定家的位置,端口则是每个家人的名字。父母可以用名字区分你与兄弟姐妹,网络设备则用端口区分已安装的各种程序服务

3.公网IP和内网IP

3.1 公网IP

公网响应IP

连入公网上的每台电脑(或其它网络设备)都有1个或多个公网IP,公网IP一般要到网络运营商交钱购买专门申请才能获取。

公网IP不能重复,比如你从电信获得公网IP114.94.18.255,那么在全世界的公网中都不会有第二个人同时使用这个IP了。

3.2 内网IP

内网客户端IP

连入内网的每台电脑(或其它网络设备)都有1个或多个内网IP,内网IP一般由路由器、网关等设备自动分配,也可以进入路由器、网关等设备手动设置。

不同局域网中的IP地址可以重复,比如你的路由器给你手机分配了内网IP 192.168.1.2 你邻居的路由器也可以给他的手机分配这个IP。

3.3 公网IP与内网IP的差异

想在全国各地都能随时访问存在电脑硬盘的文件?拥有公网IP让它们连入公网是前提。因为IP是网络世界的通信地址,没用公网IP你自然无法在公网中找到这些设备。

公网内网连接

此外,1台设备能够同时拥有多个公网IP和内网IP,可以同时连入公网和内网。比如装宽带送的光猫,如果运营商给光猫分配了1个公网IP,那么光猫就同时连入了由光纤连接的公网,和由电脑、手机等设备组成的内网。

3.4 我的是公网IP吗?

很遗憾,你的手机、电脑全部没有公网IP。这源于公网IP数量有限,全中国仅有不到4亿个,自然不可能给每个手机、电脑分配1个公网IP。唯一有可能的,像上海电信拥有较多公网IP,有几率给你的光猫(路由器)分配1个公网IP供你所有电脑、手机和平板使用。

4. NAT网络地址转换

如果手机电脑没有公网IP,内网和公网又不互通,我们又是如何联入公网聊微信、看视频和玩游戏的呢?这得益于NAT技术(Network Address Translation,网络地址转换)。

NAT网络地址转换

NAT可以将内网IP转换成公网IP发送和接收数据,通俗来讲,NAT就像小区收发室的大爷,虽然小区内所有的住户都不能直接与外界收发邮件,但可以统一将邮件交给有收发资格的大爷,大爷以他的名字代为发送和接收。

通过NAT,网络运营商可以实现只分配一个公网IP给小区,却能让小区所有住户都能访问公网的效果。

还有,NAT有一个特性,只有先从内网发送请求才能接收对应公网中的响应。这个特性目前了解一下就好。

来源:玩机大学

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