物联网专题17：IP地址和端口

【网际协议 IP】 是 TCP / IP 体系中两个最主要的协议之一，也是最重要的互联网标准协议之一。这里所说的 IP，其实是 IP 的第四个版本，应记为 IPv4。

在 TCP / IP 体系中，IP地址是一个最基本的概念。IP 地址就是给互联网上的每一台主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位的标识符。IP地址的结构使我们在互联网上很方便的进行寻址。

IP地址的作用：只有知道主机的IP地址，才能将消息发送给对应的主机。

IP 地址的组成：

IP地址，常采用点分十进制记法（用于提高可读性）：

如此可知，IP地址有如下特点：

互联网通信方式图解：

上图所示，互联网上有两台主机，如果主机1想和主机6通信，主机1先要发送一个带有主机6的IP地址的数据报，发送至路由器R3，路由器R3查找路由表，然后会将带有主机6的IP地址的数据报，转发给R2路由器，R2路由器将数据报发送给主机6。

IP地址与MAC地址：

在网络连接选项中，可以看到电脑的IP地址：

然后在百度上，也能查到一个IP地址，如下图所示：

可以看到，在百度上查到的本机IP和笔记本上本机IP不一致。事实上，在百度上查到的是外网IP，笔记本上的是内网IP。

什么是外网 / 内网IP？有什么区别？

外网IP：全球唯一IP，可以使用此IP访问互联网；

内网IP：只在本地机构（或局域网）有效的IP地址（本地地址）；

       专用地址：

                   10.0.0.0 ~ 10.255.255.255

                   172.16.0.0 ~ 172.31.255.255

                   192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

                   以上地址只能用于一个机构（或局域网）的内部通信，而不能用于和互联网上的主机通信。

                   在互联网中的所有路由器，对目的地址是专用地址的数据报，一律不进行转发。

 

外网IP 内网IP 局域网组成如下所示：

通信过程如下所示：

当笔记本想和主机2发起通信时，会将带有源IP地址（192.168.8.47）和目的IP地址（100.100.100.100）的数据报，发送给NAT路由器，NAT路由器接收到数据报后，会将数据报的源IP地址修改为外网IP（183.54.40.197），然后再将数据报发送到互联网上，经过互联网的路由转发，主机2收到了数据报。

那么，对于主机2来说，并不知道数据报是笔记本发送的，因为源IP地址是NAT路由器的外网IP，那么，当他回答数据报时，发送的目标IP地址是路由器的外网IP，经过互联网，路由器收到了主机2发来的数据报后，会将数据报转发给笔记本。这样，经过局域网和互联网，笔记本和主机2就可以通信了。

 

通过IP地址，可以实现 主机—主机 的通信；

通过【IP地址 + 端口】，才能实现 主机进程—主机进程 的通信；

什么是主机进程通信？

比如，笔记本发送QQ消息给另一台笔记本，通过IP地址就能发送到另一台笔记本上。但是，另一台笔记本接收到消息后，不知道该把消息发送给QQ还是微信。因此，需要 IP地址 + 端口的配合，才能实现主机进程—主机进程 的通信。

端口：