当我们上网时,信息是如何传递的

神们自己

互联网上的所有计算机，都通过网线或Wi?Fi相互联通。当我们想浏览网页、下载文件时，我们的电脑（手机或其他设备）必须有一个地址，以便让另一台电脑（服务器）找到你，把相关信息发给你。在计算机术语中，这个地址叫“互联网协议地址”（Internet Protocol Address），我们通常简称为“IP地址”。

为什么互联网上的每个设备必须有一个地址？这就好比：如果你想发个快递给我，你必须填写我家的地址和你家的地址，以便快递小哥上门服务。而且，每家的地址必须是独一无二的，如果存在两个完全相同的地址，快递小哥就会不知所措。

互联网也一样。当我们打开网页或App时，其实我们的电脑（手机或其他设备）先要向另一台电脑（服务器）的地址发送消息（指令），把你的需求告诉它，服务器收到指令，才能把相关信息发到你的地址上。电脑之间互相传递的数据包，是不是很像快递员传递的包裹？

这么一说，你大概觉得：IP地址和房子的地址不就是一回事嘛！但事实并没有这么简单，IP地址和房子的地址还是有很大不同的。

让我们先来看看真实的IP地址长什么样：它是用点分隔的4个数字，比如110.242.68.66。

我们熟悉的地址一般是这样的：A省B市C区D路E号楼F单元G室。但是互联网IP地址却是用点分隔的4个数字，它们代表什么呢？

其实，我们看到的这4个数字都有从0到255的范围限制。它们对应了二进制00000000到11111111的不同组合。

以IP地址110.242.68.66来演示，将这4个数字转成二进制，分别是：

110=01101110

242=11110010

68=01000100

66=01000010

所以，這个IP地址所对应的32位二进制数是01101110111100100100010001000010。在计算机的世界里，只有0和1这两个数字，所有的IP地址都可以用一个32位的二进制数来表示。当我们登录网站时，其实是在与一个32位数字表示的IP地址进行通信，这个地址在全世界独一无二。

按理说，既然每个网站都有独一无二的IP地址，那我们的电脑或手机也应该有个独一无二的IP地址，两者才能联网通信。但如果你查看电脑的IP地址，会发现它长这样：192.168.1.2。巧了，我的电脑的IP地址，也是192.168.1.2！

虽然我们的电脑IP地址一样，但我们都可以正常上网，还可以互相聊天。为什么会这样？

其实道理也很简单，我们电脑的IP地址只是内网地址。服务器的公网地址必须全世界唯一，内网地址却无须如此。

还是用发快递的例子来解释吧：两个公网地址之间互相通信，就好比快递员送货上门;但快递员也可以把我们这个小区的所有快递放在门卫处，让每个人自己来取。在这种情况下，只需要小区地址不重复就可以了，小区内部的地址重不重复都没关系。就算我们两个都住2号楼404室，快递也不可能送错，因为我们住在不同的小区。

小区的地址相当于公网地址，而小区内部的地址相当于内网地址。我们家里可以有多台电脑、多部手机或其他设备同时上网，可以各自浏览网页，没有任何冲突。但它们只有内网地址，没有公网地址。

假设你有台电脑，IP地址是192.168.1.2，当你上网时，实际发生的事情是这样的：电脑通过网线，向路由器（内网IP地址192.168.1.1）发送请求，比如说要访问百度。

路由器通过另一根网线，把请求数据发到光猫，这是电信、移动等运营商上门安装宽带时给你的设备，全称叫“光调制解调器”。

光猫上有一根光纤连到运营商。光猫打开时，会自动从运营商获取一个公网IP地址。当光猫把你的请求数据发到百度的服务器地址时，百度其实只能看到你的公网地址，它看不到也不需要看到你的内网地址。

如果你发给百度的请求是搜索一个关键词，那么百度返回给你的数据就是这个关键词对应的搜索结果的网页，通过光纤发到你家的路由器上。路由器就像小区门卫一样，它知道该数据是192.168.1.2这台电脑需要的，就会把数据包原封不动转发给电脑。

你在电脑上搜索网页，立刻就能看到搜索结果。互联网上的信息是以光速在全世界传播的，所以你根本意识不到，在零点几秒内竟然发生了这么多故事。

你可能会想，既然IP地址只是一串数字，那给每个电脑（手机或其他设备）都发一个公网IP地址不就行了，为什么要用这么复杂的方式来上网呢？

原因其实很简单：全世界唯一的公网IP地址太少了。IP地址有32位，每位可以为1或0，所以总共有232即4294967296种组合，也就是接近43亿个不重复的IP地址。如果世界上有44亿台电脑（手机或其他设备）联网，那多出的1亿多个设备就只能采取共享公网IP的上网方式了。

在互联网诞生初期，人们觉得43亿个IP地址是个天文数字，永远都用不完。没有人能想到，短短几十年后，几乎人人都能上网，甚至连手表、耳机、音箱等智能设备都能上网。如今地球近80亿人口中，有接近50亿人上网，而联网设备数量已超过了170亿。43亿个IP地址消耗殆尽，大多数人只能共享IP上网。

要让每台电脑（手机或其他设备）都有独一无二的IP，我们需要下一代IP地址：IPv6。它由128位二进制数字组成，所有可能的数字组合高达2128。这个数字大到难以想象，地球上每一平方米都可以分配到1026个IP地址，甚至连空气中的每一粒灰尘都能分配到一个。

可以预计，当IPv6普及之后，我们的上网方式也将彻底改变。