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1. IP アドレスとは何ですか?
1.1. 背景
1 台のコンピュータからのデータは、自分のコンピュータのハード ドライブに直接保存できます。2 台のコンピュータを使用する場合は、ネットワーク ケーブルを使用してそれらを接続し、データをリアルタイムに送信できます。複数のコンピュータを使用して連携して効率を向上させる場合、ネットワーク ケーブルの量が単純に不十分であることは明らかであり、そのため交换机これが必要になります。
1.2. スイッチ
定義：スイッチは「スイッチ」を意味し、電気（光）信号を転送するために使用されるネットワークデバイスです。スイッチに接続されている 2 つのネットワーク ノードに専用の電気信号パスを提供できます。最も一般的なスイッチはイーサネット スイッチです。その他の一般的なものには、電話の音声スイッチ、光ファイバースイッチなどが含まれます。
ネットワーク スイッチは、ネットワークを拡張し、より多くのコンピュータを接続するためにサブネットワーク内により多くの接続ポートを提供できるデバイスです。
上記はスイッチ百度百科事典より引用
スイッチ（Switch）の登場により不再是点对点コンピュータ同士の接続が可能になりますが、各コンピュータはスイッチに接続され、スイッチはそれを異なる機器に分配します。
点对点连接: データを転送したいコンピュータに対応するインターフェイスを使用して転送するだけで、データは確実にターゲットホストに転送されます。
すべてのコンピュータがスイッチに接続されている場合、コンピュータからスイッチに送信されるデータはどのコンピュータに送信すればよいかわかりません。明確な宛先のない郵便物のようなものなので数字虚拟地址（IP地址）表示されます。
コンピュータがスイッチにデータを送信すると、ターゲット ホストの IP アドレスが取得され、スイッチはそれを送信する方法を認識します。
1.3. LAN
多数のコンピュータとスイッチが小規模な対話型ネットワークを形成すると、それは と呼ばれます局域网。
新規LANに参加する場合。2 つの LAN が相互に通信するには、2 つの LAN スイッチが必要です点对点连接。
開発を続けると、多数のスイッチを接続する必要がある場合、スイッチ間のポイントツーポイント接続の数が明らかに膨大になり、インターフェイスやケーブルも多すぎて、スイッチ間で新しいスイッチが接続されることになります。スイッチ。
1.4. 広域ネットワーク
今後の発展により、LAN機器の数はさらに増加し、利用者も増加し、最終的には世界中のほぼすべての利用者がこの巨大ネットワークに参加し、超巨大ネットワークを形成することになります广域网。
1.5. ISP インターネット サービス プロバイダー
WAN は、膨大な数のデバイスを備えたローカル エリア ネットワークです。これを実現するのは簡単ではなく、重要な都市に基幹サーバーを構築し、各地に支社サーバーを配置し、隅々まで回線を引き込んでアクセスする必要があり、多額の資本コストとその後のメンテナンスが必要になります。こうしたことを行っているのは、チャイナモバイル、チャイナユニコム、テレコム ISP 互联网服务提供商です。これらには高額なコストがかかるため、ブロードバンドには速度制限と課金が必要です。
2、IPV4
2.1. IPv4とは何ですか?
インターネット プロトコル バージョン 4 (英語: Internet Protocol version 4、IPv4) は、インターネット通信プロトコルの第 4 バージョンとも呼ばれ、開発プロセスにおけるインターネット プロトコルの 4 番目の改訂バージョンであり、このプロトコルの最初に広く導入されたバージョンです。
2.2. IPV4の構成
IPv4 は32位二进制（4字节）地址アドレス空間内でのみ使用されます约42亿个地址。专用网络ただし、 (約 1,800 万のアドレス) や多播地址(約 2 億 7,000 万のアドレス)など、一部のアドレスは特別な目的のために予約されており、インターネット上でルーティングできるアドレスの数が減少します。エンドユーザーにアドレスが割り当てられ続けることで、IPv4アドレスの枯渇という問題も生じています。機密ネットワーク、クラスレスドメイン間ルーティング、および NAT (ネットワーク アドレス トランスレータ、ネットワーク アドレス変換) に基づくアドレス構造の再構築により、アドレス枯渇の速度が大幅に軽減されます。しかし、2011 年 2 月 3 日、最後の 5 つのアドレス ブロックが 5 つの地域インターネット レジストリに割り当てられた後、IANA のメイン アドレス プールが枯渇してしまいました。
上記はIPV4 Baidu Encyclopediaより引用
ただし、すべてのアドレスが使用できるわけではありませんので、詳細は下の図を参照してください。
2.3. NAT ネットワークアドレス変換
2011 年末に IPV4 は枯渇し、
2020 年に新しいアドレスである NAT (Network Address Translation) が Asia-Pacific Internet Information でリリースされました。
具体的なプロセスは次のとおりです。コンピュータが 5 台あり、IP は 192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3、192.168.0.4、192.168.0.5 です。ルーターは WAN に接続され、NAT を実行するため、ルーターはゲートウェイに接続しており、IP が 6.6.6.6 である場合、コンピュータ A が WAN 上の IP アドレス 8.8.8.8 のデバイスにアクセスしたい場合、データ パケットはコンピュータ A から出て、IP アドレス 6.6.6.6 のゲートウェイに到達します。データ パケットは 8.8.8.8 に送信され、192.168.0.1 によって送信されたデータ パケットの IP は 6.6.6.6 にマッピングされ、マッピング テーブルが記録され、データ パケットは 8.8.8.8 に送信されます。 6.6.6.6のIP。
このようにして、5 台のコンピュータから送信されたデータ パケットは、NAT を介して元の IP から 6.6.6.6 に変換され、IP 6.6.6.6 を持つ 8.8.8.8 に送信されます。5 台のデバイスが 1 つの IP を共有する効果を実現します。
2.4. ポートマッピング
上記の場合に問題となるのですが、8.8.8.8から6.6.6.6にデータを送信する場合、どのホストにデータを送信すればよいかわかりません。これにより、端口映射ポート マッピングが導入されます。
IP アドレス: ポート番号
(例: 6.6.6.6:1000)
つまり在IP地址后面增加一串端口号、ゲートウェイはさまざまなポートを使用して外部ネットワークと対話し、これらのポートを LAN 内のさまざまなデバイスにマップします。データを送信する場合、IP アドレス マッピングに加えてポート番号マッピングも追加されるため、同じ IP を使用してデータを正確に送信し、PAT 多対 1 マッピングを実現できます。
最後に、NAT とポート マッピングの技術サポートにより、IPv4 は長年存続することができました。
3. パブリックIPとプライベートIP
下図の6.6.6.6は
公网IPそれによるものです可以直接用来在广域网上交互数据。
6.6.6.6 ゲートウェイでホストされる 192.168.0.1、192.168.0.2、192.168.0.3、192.168.0.4、192.168.0.5
私有IP
公衆網IPをオペレータに申請することで、自宅に接続されている光モデムのIPがマッピングや変換なしで直接アクセスできるアドレスになります。
4、IPv6
IPV4 の欠点 (十分ではない) のため、IPV6 が登場しました。
IPv6 は英語の「Internet Protocol Version 6」の略称で、IPv4 に代わる Internet Engineering Task Force (IETF) によって設計された次世代 IP プロトコルであり、そのアドレス数は世界中のすべての人にとって十分であると言われています。アドレスは砂粒で作りましょう。
上記はIPV6 Baidu Encyclopediaより引用
IPv6 は、4 桁の 16 進数の 8 つのグループで構成されます。理論上は、約 3.4*10^38 個の IP アドレスを提供できることになります。
現在、IPV6 は IPV4 と直接相互運用できず、変換とマッピングには他のデバイスを使用する必要があります。
IPV4 はいつか歴史の長い川に埋もれるでしょう~
学習リソースはハードウェア ティー トークから提供されます