1. 局域网IP(内网IP)
- 定义:在私有网络内部使用的IP地址,由路由器自动分配或手动配置,仅在局域网内有效。
- 地址范围 :
- IPv4保留地址段:
192.168.0.0 - 192.168.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
10.0.0.0 - 10.255.255.255 - IPv6保留地址段:
fe80::/10(链路本地地址)
- IPv4保留地址段:
- 特点 :
- 不可直接通过互联网访问。
- 多台设备可共享同一公网IP(通过NAT技术)。
2. 公网IP(外网IP)
- 定义:由互联网服务提供商(ISP)分配的全球唯一IP地址,用于设备在互联网上的标识。
- 分配方式 :
- 动态IP:临时分配,重启可能变更。
- 静态IP:固定不变,需额外申请。
- 特点 :
- 全球可路由,可直接被互联网访问。
- IPv4地址枯竭(如 203.0.113.1),IPv6逐步推广(如 2001:db8::1)。
3. 域名
-
定义 :人类可读的网络地址标识(如
example.com),通过DNS系统映射为IP地址。 -
解析过程 :
用户输入域名 → DNS服务器查询 → 返回对应公网IP → 建立连接 -
层级结构 :
*域名层级结构(以 example.com 为例)
从右往左读,级别从高到低:
-
根域(Root)
- 隐含在最后,看不见
- 表示为
.
-
顶级域 TLD(Top-Level Domain)
- 最右边那段
- 例:
.com、.org、.net、.cn、.top、.edu
-
二级域(Second-Level Domain)
- 顶级域左边、用户注册的部分
- 例:
example.com里的 example
-
三级域 / 子域名
- 二级域左边,可无限加
- 例:
www.example.com、blog.example.com、api.example.com
-
完整结构:
子域名 . 二级域名 . 顶级域名 . 根域
-
4. 三者关系
-
局域网设备访问互联网 :
设备(内网IP) → 路由器(NAT转换) → 公网IP → 互联网目标(域名或公网IP)。
-
外部访问内网服务 :
需通过端口映射(Port Forwarding),将公网IP的特定端口指向内网IP。
-
域名与IP绑定 :
域名通过DNS记录(如A记录)关联公网IP,实现"名称→地址"的转换。
5. 内网穿透
定义:一种技术,允许外部网络(如互联网)直接访问局域网内的设备,即使该设备只有局域网IP地址。它解决了内网IP不可直接访问的限制,常用于远程控制、文件共享或服务部署。
常见方法:
- 端口映射(Port Forwarding):在路由器上配置,将外部请求转发到指定内网设备的端口。
- VPN(虚拟专用网络):建立加密隧道,使外部设备仿佛处于同一局域网内。
- 内网穿透服务 :利用第三方工具(如 ngrok 或 frp),通过中继服务器建立连接。
特点: - (1)无需公网IP直接暴露内网设备,增强安全性。
- (2)适用于家庭网络、物联网设备或企业内网服务的外部访问。
6. 技术图示
以下图示展示了局域网IP、公网IP、域名和内网穿透的协同工作流程。箭头表示数据流向:
+-------------+ +------------+ +-----------+
| 内网设备 | → NAT | 路由器 | → 公网 | DNS解析 |
| (192.168.1.2)| | (公网IP) | | (域名→IP) |
+-------------+ +------------+ +-----------+
↑ |
| 内网穿透(例如:端口映射或VPN) |
+-------------------------------------+
↓
+-----------------+
| 外部访问者 |
| (通过公网IP/域名)|
+-----------------+
解释:
- 正常流程:内网设备通过NAT路由器使用公网IP访问互联网,DNS将域名解析为公网IP。
- 内网穿透流程:外部访问者通过公网IP或域名发起请求,经由内网穿透技术(如路由器端口映射)直接访问内网设备,绕过NAT的限制。
- NAT(Network Address Translation,网络地址转换)是一种网络技术,核心作用是将私有网络的内网 IP 地址转换为公网 IP 地址,解决 IPv4 地址资源不足的问题,同时也能隐藏内网设备、提升网络安全性。NAT设备一般包括:路由器 / 网关。
7. 总结
局域网IP用于内部通信,公网IP是互联网入口,域名简化访问过程。三者通过NAT和DNS技术协同工作,实现内网设备对互联网的访问。内网穿透技术扩展了这一框架,允许外部网络直接访问内网设备,增强了网络的灵活性和可访问性。整体上,这些技术共同支撑了现代网络通信的效率和便利性。