1.5 公网 IP、私网 IP 与 NAT 入门
1. 为什么会有“私网 IP”？
IPv4 地址总共只有约 43 亿个，而在移动互联网和物联网爆炸的今天，这早就入不敷出了。如果地球上每一台手机、电脑、智能手表甚至冰箱都要占用一个全球唯一的 IP，互联网早就崩溃了。
聪明的工程师们想出了一个解决方案：私有地址 (Private IP)。
这些地址就像是内线号码，可以在不同的局域网内重复使用。你家的 Wi-Fi 是 192.168.31.x，隔壁老王家可能也是 192.168.31.x，但你们互不干扰，就像不同公司的分机号都是 8001 一样。
记住这三大私网地址段 (RFC 1918)
作为网络工程师，看到以下开头的 IP，要立刻反应出“这是私网 IP”：
| 类别 | IP 范围 | CIDR | 常见场景 |
|---|---|---|---|
| A 类 | 10.0.0.0 - 10.255.255.255 | 10.0.0.0/8 | 大型企业内网、云服务商 VPC |
| B 类 | 172.16.0.0 - 172.31.255.255 | 172.16.0.0/12 | Docker 容器默认网段、中型网络 |
| C 类 | 192.168.0.0 - 192.168.255.255 | 192.168.0.0/16 | 家庭路由器、SOHO 小型办公 |
注意：只要你的设备 IP 在这三个范围内，你就无法直接被互联网上的其他人访问（除非配置了映射）。
2. 什么是 NAT？(Network Address Translation)
既然私网 IP 不能直接上网，那我们在家里是怎么刷视频、聊微信的？ 靠的是 **NAT（网络地址转换）**技术。
一个生动的比喻：公司前台
- 私网 IP = 你的工位分机号（比如 8001）。
- 公网 IP = 公司的总机号码（全球唯一，外面能打通）。
- NAT 路由器 = 前台接线员。
过程如下：
- 打出（上网）：当你（8001）要给客户打电话时，前台会把你的来电显示换成公司的总机号打出去。客户看到的是总机号，而不是 8001。
- 打入（回包）：客户回拨总机号，前台查记录：“刚才 8001 给这个客户打过电话”，于是把电话转接回给你。
在网络世界里，你的家用路由器就是这个“前台”。ISP（电信/联通）只分配了一个公网 IP 给路由器，家里几十个设备（私网 IP）通过路由器转换后，共享这一个公网 IP 上网。
3. 云服务商与“云上网络”
如果你使用阿里云、AWS 或腾讯云，你会发现通过控制台创建的服务器（ECS/EC2），通常看到的也只有一个 172.x.x.x 或 10.x.x.x 的私网 IP。
这是因为云服务商为你构建了一个VPC (Virtual Private Cloud，虚拟私有云)。
- VPC：相当于你在云上拥有了一个隔离的、自定义的“大局域网”。
- 公网访问：云厂商通过 EIP (弹性公网 IP) 或 NAT 网关，在云的边缘帮你完成了地址转换。
HCIA 学习重点总结
- 私网 IP：免费、可重复，只能在局域网内部用（10.x, 172.16-31.x, 192.168.x）。
- 公网 IP：全球唯一，稀缺资源，能在互联网上被直接定位。
- NAT：是私网通向公网的翻译官，是它让 IPv4 续命至今。
至于 NAT 有几种类型（SNAT/DNAT/NAPT）以及具体的配置命令，那是后续进阶课程的内容，目前理解其概念和作用即可。