IP到IP间通讯
电脑的IP地址
你的电脑实际上有两个重要的IP地址：
私网IP地址
公网IP地址
你电脑的【私网IP地址】完全有可能和远方另一个电脑的私网IP相同。但你电脑的【公网IP地址】在互联网上是唯一的，不会与他人重复。
1. 私网IP地址：为什么可以重复？
这背后的技术叫做 网络地址转换。
什么是私网IP？ 这是在你本地网络（比如你家、你公司）内部使用的地址。常见的格式有
192.168.x.x、10.x.x.x、172.16.x.x - 172.31.x.x。为什么用它？ 正是因为公网IP地址不够用。运营商不可能给每个手机、每台电脑、每个智能电视都分配一个独立的公网IP。
工作机制：
你的家庭路由器会创建一个本地网络，并给你的电脑、手机等设备分配一个私网IP（比如
192.168.1.105）。当你的电脑想访问微信服务器时，数据包先发送到路由器。
路由器会进行NAT操作：它把数据包的源地址从你的私网IP（
192.168.1.105）替换成路由器自己的公网IP，并记录下这个连接（比如是从内网的105端口发往微信的）。微信服务器收到数据包后，认为它是从那个公网IP发来的，于是将回复发送回这个公网IP。
路由器收到回复后，根据之前记录的连接信息，再将目标地址替换回你的电脑的私网IP（
192.168.1.105），并把数据包交给你的电脑。
这个过程就像一个大公司的总机电话：
公司只有一个总机号码（公网IP）。
每个员工有一个分机号（私网IP）。
外面的人（微信服务器）打电话进来，只知道总机号，不知道分机号。总机接线员（NAT路由器）负责把电话转接到正确的分机（你的电脑）。
正因为如此，成千上万个家庭和公司都可以在自己的内部网络里重复使用 192.168.1.105 这个地址，只要它们不出现在公网上即可。这就是为什么你的电脑私网IP可能和远方某人的完全相同。
2. 公网IP地址：如何分配以确保唯一？
公网IP地址是互联网上的“门牌号”，必须是全球唯一的。它的分配体系是一个层级分明的结构：
1. 全球分配：最高机构是 IANA，它将大块的IP地址分配给全球五大洲的区域互联网注册机构。中国属于 APNIC。
2. 国家分配：CNNIC 作为中国的国家互联网注册机构，会向APNIC申请大块的IP地址，然后负责在国内进行分配。
3. 运营商分配：CNNIC会将更小的IP地址段分配给各大运营商，如中国电信、中国移动、中国联通。
4. 用户分配：
家庭宽带/移动网络：运营商会给你家的路由器动态分配一个公网IP。这个IP可能每次断线重连都会变化（这就是所谓的“动态IP”）。你家里所有的设备都共享这一个公网IP。
大型企业/数据中心：它们会向运营商申请一段静态的、固定的公网IP地址，用于部署自己的服务器（比如腾讯的微信服务器）。
通过这套严格的层级分配体系，保证了任何一个在公网上活跃的IP地址都是唯一的。
路由器的IP地址
在绝大多数家庭和小型办公网络环境下，一个路由器就对应一个公网IP地址。
这是整个网络架构中非常关键的一个设计。我们可以把你的路由器看作是你家网络对外的 “总代理人” 或 “官方代表”。
详细解释：路由器作为“总代理人”
从运营商获取IP：当你家的光猫/路由器连接上运营商的网络后，运营商会通过DHCP协议给它分配一个公网IP地址。这个地址是你在整个互联网上的“家庭住址”。
内部管理：同时，路由器会在你家内部创建一个私有网络，并给连接到它的每一个设备（你的电脑、手机、平板、智能电视等）分配一个私网IP地址（比如
192.168.1.2,192.168.1.3...）。代表所有设备：当你的电脑（私网IP
192.168.1.2）想要访问百度，或者你的手机（私网IP192.168.1.3）想要给北京的朋友发微信时：数据包先到达路由器。
路由器运用 NAT 技术，把所有这些来自不同设备的、带着不同私网IP的数据包，统一“翻译”成来自它自己（路由器）的那个公网IP地址，然后发往互联网。
外部的服务器（如百度、微信）只会看到是这个公网IP在向它们发起请求，并把这个公网IP当作你所有设备的共同身份。
一个绝佳的比喻：公司总机
公网IP = 公司的总机电话号码。
路由器 = 公司的总机接线员。
私网IP = 每个员工的分机号。
外面的人（互联网服务）想联系你们公司，只知道总机号（公网IP）。电话打到总机，接线员（路由器）根据内部规则，把电话转接到对应的分机（你的电脑/手机）。同样，任何员工想打外线，都必须先通过总机转接出去，对外界来说，所有电话都来自那个总机号码。
重要补充和例外情况
虽然“一个路由器一个公网IP”是普遍情况，但在一些更复杂的网络环境中，情况会有所不同：
大型企业/机构：
它们可能会向运营商申请一段公网IP地址，而不仅仅是一个。
他们的核心路由器或防火墙会使用这一整段IP。内部的重要服务器（如网站、邮件服务器）可能会各自拥有一个独立的公网IP，直接暴露在互联网上。而普通员工的电脑则仍然通过NAT，共享另一个或多个公网IP上网。
运营商级NAT：
这是IPv4地址枯竭问题下的一个更极端的解决方案。在一些地区的移动网络或某些宽带服务中，运营商自己也会进行一层NAT。
这意味着，你家的路由器获取到的可能也不是一个“纯粹”的公网IP，而是运营商内部使用的一个大型私网IP地址。然后运营商的网关再拥有一个公网IP，代表成百上千个这样的家庭用户。
这种情况可以理解为“套娃式NAT”：你的设备 -> 你的路由器（第一次NAT）-> 运营商网关（第二次NAT）-> 互联网。
这种方式会影响一些需要公网IP的应用，如远程访问、P2P下载、 hosting游戏服务器等。
不同路由器也具有相同的公网IP
在CGNAT（运营商级NAT）模式下，您家路由器的“公网IP”确实可能和另一个地区用户路由器的“公网IP”完全相同。
这是因为，在CGNAT环境下，您家路由器获取到的那个地址，并不是一个真正的、全球唯一的“公网IP”，而是一个在运营商内部使用的 “共享型私网IP”。
用一个新的比喻来彻底理解这个概念。
新的比喻：大学校园网络
想象一下中国移动就像一个巨大的大学。
校园公共地址（真正公网IP）：这个大学在城里有一个唯一的邮政地址，比如 “北京市海淀区学院路100号”。这个地址对校外世界来说是唯一的，相当于运营商的真正公网IP。
宿舍楼（CGNAT设备）：大学里有好多栋宿舍楼（比如1号楼、2号楼），每栋楼就像一个CGNAT设备。
宿舍房间号（共享型私网IP）：每一栋宿舍楼里，都有很多一模一样的房间号，比如 “101房间”。
1号楼101房间 和 2号楼101房间 的房间号是相同的。
这个 “101房间” 就相当于分配给您家路由器的那个共享型私网IP（比如
100.64.1.10）。它只在大学（运营商）内部有意义。
您和您的家人（家庭网络设备）：住在101房间里的您和您的家人，就相当于连接在您家路由器上的电脑、手机等设备，拥有
192.168.1.x这样的家庭私网IP。
通信过程（套娃式NAT）：
当您（192.168.1.105）想访问百度时：
第一重翻译（家庭NAT）：您的路由器把您的地址翻译成 “1号楼101房间” (
100.64.1.10)。第二重翻译（CGNAT）：宿舍楼管理员（CGNAT设备）收到来自“1号楼101房间”的请求，它再进行一次翻译，把寄件人地址改为大学的唯一公共地址 “北京市海淀区学院路100号” （真正的公网IP），并记录下这个连接是来自“1号楼101房间”的。
百度回复：百度把回复信寄到 “北京市海淀区学院路100号”。
逆向翻译：大学门卫（CGNAT设备）根据记录，知道这封信是给“1号楼101房间”的，于是把信送到1号楼。1号楼的楼管（您的路由器）再根据它的记录，把信最终交给您（
192.168.1.105）。
结论：
在这个过程中，“1号楼101房间” 和 “2号楼101房间” 的“地址”是完全相同的。同样地，在广东和北京的两个不同家庭路由器，完全可能从它们各自的运营商那里，获取到同一个 “共享型私网IP” 地址（例如 100.64.1.10）。
技术细节：共享地址段
为了让这种架构正常工作，互联网标准组织特意保留了一段IP地址范围，专门用于CGNAT，那就是：
100.64.0.0 到 100.127.255.255
这个地址段被称为 “共享地址空间” 。它不是公网IP，也不是您家内部使用的私网IP（如 192.168.x.x），而是运营商在其网络内部用于CGNAT的“中间层”地址。
所以，当您在路由器上看到WAN口获取到的IP地址在 100.64.x.x 这个范围内时，您就知道自己正处在“套娃式NAT”之下。您的路由器IP，肯定和其他成千上万的用户路由器IP是重复的。
总结
| 场景 | 您路由器的WAN口IP | 是否可能与他人重复？ |
|---|---|---|
| 传统家庭宽带 | 真正的公网IPv4地址 | 否。在互联网上是唯一的。 |
| CGNAT（套娃式NAT） | 共享地址空间的IP (如 100.64.x.x) | 是。必然在运营商网络内部与大量其他用户重复。 |
所以，您的直觉再次是正确的。在CGNAT这种日益普及的模式下，“一个路由器一个IP”的规则虽然形式上依然成立，但这个IP的含义已经变了，它变成了一个在运营商内部可以大量复用的“共享IP”，从而实现了更深层次的地址复用。