當我們上網時,信息是如何傳遞的

神們自己

互聯網上的所有計算機，都通過網線或Wi?Fi相互聯通。當我們想瀏覽網頁、下載文件時，我們的電腦（手機或其他設備）必須有一個地址，以便讓另一臺電腦（服務器）找到你，把相關信息發給你。在計算機術語中，這個地址叫“互聯網協議地址”（Internet Protocol Address），我們通常簡稱為“IP地址”。

為什么互聯網上的每個設備必須有一個地址？這就好比：如果你想發個快遞給我，你必須填寫我家的地址和你家的地址，以便快遞小哥上門服務。而且，每家的地址必須是獨一無二的，如果存在兩個完全相同的地址，快遞小哥就會不知所措。

互聯網也一樣。當我們打開網頁或App時，其實我們的電腦（手機或其他設備）先要向另一臺電腦（服務器）的地址發送消息（指令），把你的需求告訴它，服務器收到指令，才能把相關信息發到你的地址上。電腦之間互相傳遞的數據包，是不是很像快遞員傳遞的包裹？

這么一說，你大概覺得：IP地址和房子的地址不就是一回事嘛！但事實并沒有這么簡單，IP地址和房子的地址還是有很大不同的。

讓我們先來看看真實的IP地址長什么樣：它是用點分隔的4個數字，比如110.242.68.66。

我們熟悉的地址一般是這樣的：A省B市C區D路E號樓F單元G室。但是互聯網IP地址卻是用點分隔的4個數字，它們代表什么呢？

其實，我們看到的這4個數字都有從0到255的范圍限制。它們對應了二進制00000000到11111111的不同組合。

以IP地址110.242.68.66來演示，將這4個數字轉成二進制，分別是：

110=01101110

242=11110010

68=01000100

66=01000010

所以，這個IP地址所對應的32位二進制數是01101110111100100100010001000010。在計算機的世界里，只有0和1這兩個數字，所有的IP地址都可以用一個32位的二進制數來表示。當我們登錄網站時，其實是在與一個32位數字表示的IP地址進行通信，這個地址在全世界獨一無二。

按理說，既然每個網站都有獨一無二的IP地址，那我們的電腦或手機也應該有個獨一無二的IP地址，兩者才能聯網通信。但如果你查看電腦的IP地址，會發現它長這樣：192.168.1.2。巧了，我的電腦的IP地址，也是192.168.1.2！

雖然我們的電腦IP地址一樣，但我們都可以正常上網，還可以互相聊天。為什么會這樣？

其實道理也很簡單，我們電腦的IP地址只是內網地址。服務器的公網地址必須全世界唯一，內網地址卻無須如此。

還是用發快遞的例子來解釋吧：兩個公網地址之間互相通信，就好比快遞員送貨上門;但快遞員也可以把我們這個小區的所有快遞放在門衛處，讓每個人自己來取。在這種情況下，只需要小區地址不重復就可以了，小區內部的地址重不重復都沒關系。就算我們兩個都住2號樓404室，快遞也不可能送錯，因為我們住在不同的小區。

小區的地址相當于公網地址，而小區內部的地址相當于內網地址。我們家里可以有多臺電腦、多部手機或其他設備同時上網，可以各自瀏覽網頁，沒有任何沖突。但它們只有內網地址，沒有公網地址。

假設你有臺電腦，IP地址是192.168.1.2，當你上網時，實際發生的事情是這樣的：電腦通過網線，向路由器（內網IP地址192.168.1.1）發送請求，比如說要訪問百度。

路由器通過另一根網線，把請求數據發到光貓，這是電信、移動等運營商上門安裝寬帶時給你的設備，全稱叫“光調制解調器”。

光貓上有一根光纖連到運營商。光貓打開時，會自動從運營商獲取一個公網IP地址。當光貓把你的請求數據發到百度的服務器地址時，百度其實只能看到你的公網地址，它看不到也不需要看到你的內網地址。

如果你發給百度的請求是搜索一個關鍵詞，那么百度返回給你的數據就是這個關鍵詞對應的搜索結果的網頁，通過光纖發到你家的路由器上。路由器就像小區門衛一樣，它知道該數據是192.168.1.2這臺電腦需要的，就會把數據包原封不動轉發給電腦。

你在電腦上搜索網頁，立刻就能看到搜索結果。互聯網上的信息是以光速在全世界傳播的，所以你根本意識不到，在零點幾秒內竟然發生了這么多故事。

你可能會想，既然IP地址只是一串數字，那給每個電腦（手機或其他設備）都發一個公網IP地址不就行了，為什么要用這么復雜的方式來上網呢？

原因其實很簡單：全世界唯一的公網IP地址太少了。IP地址有32位，每位可以為1或0，所以總共有232即4294967296種組合，也就是接近43億個不重復的IP地址。如果世界上有44億臺電腦（手機或其他設備）聯網，那多出的1億多個設備就只能采取共享公網IP的上網方式了。

在互聯網誕生初期，人們覺得43億個IP地址是個天文數字，永遠都用不完。沒有人能想到，短短幾十年后，幾乎人人都能上網，甚至連手表、耳機、音箱等智能設備都能上網。如今地球近80億人口中，有接近50億人上網，而聯網設備數量已超過了170億。43億個IP地址消耗殆盡，大多數人只能共享IP上網。

要讓每臺電腦（手機或其他設備）都有獨一無二的IP，我們需要下一代IP地址：IPv6。它由128位二進制數字組成，所有可能的數字組合高達2128。這個數字大到難以想象，地球上每一平方米都可以分配到1026個IP地址，甚至連空氣中的每一粒灰塵都能分配到一個。

可以預計，當IPv6普及之后，我們的上網方式也將徹底改變。