1、IP地址和端口號

1.1、IP地址

• 定義：用于在網絡中唯一標識設備的地址。
• 格式：通常由四個數字組成，以點分十進制表示，例如：192.168.0.1。(IPv4)
• 作用：允許網絡中的設備相互通信，通過IP地址可以定位到特定的設備。

1.2、端口號

• 定義：用于標識設備上特定進程的數字。
• 范圍：從0到65535。其中，0到1023為系統保留端口，用于特定的網絡服務（如HTTP、HTTPS等）；其他端口可由用戶自定義，用于不同的應用程序或服務。
• 作用：在網絡通信中，與IP地址結合使用，用于指定發送或接收數據的特定進程。確保數據能夠準確地到達目標服務或應用程序。

1.3、總結

????????IP地址和端口號共同構成了網絡通信的基礎。IP地址負責定位到網絡中的設備，而端口號則負責定位到設備上的特定服務或進程。在進行網絡通信時，發送方需要知道接收方的IP地址和端口號，以確保數據能夠正確地到達目的地。

????????此外，端口還可以分為物理端口和邏輯端口。物理端口是實際存在的硬件接口，如計算機的USB接口、網絡接口等。而邏輯端口則是邏輯上用于區分不同服務的端口，它們不對應物理設備上的具體接口，而是用于在網絡通信中區分和識別不同的服務。

示例1：

示例2：

2、公網IP和局域網IP

????????公網IP和局域網IP（內網IP）是兩種不同類型的IP地址，它們在網絡通信中各有其特定的作用。

2.1、公網IP（Public IP）

• 定義：公網IP地址是由Internet網絡信息中心（Inter NIC）負責分配，并分配給注冊并向Inter NIC提出申請的組織機構。這些IP地址是全球唯一的，用于在Internet上直接訪問和識別設備。
• 特點：
  • 唯一性：每個公網IP地址在全球范圍內都是唯一的，不會分配給兩個不同的設備。
  • 數量限制：公網IP地址是有限的，不能無限制地分配給所有用戶。通常，它們遵循先到先得的原則進行分配。

2.2、局域網IP（Local IP或私有IP）

• 定義：局域網IP地址屬于非注冊地址，專門為組織機構的內部網絡使用。這些地址通常用于局域網內的設備間通信，而不是用于在Internet上進行通信。
• 特點：
  • 非唯一性：局域網IP地址在內部網絡中是唯一的，但在Internet上不是唯一的。不同的內部網絡可以使用相同的局域網IP地址范圍，而不會發生沖突。
  • 數量限制：局域網IP地址在理論上可以是無限的，因為它們是專門為內部網絡設計的，不需要全球唯一性。

2.3、總結

????????公網IP地址用于Internet上的設備識別和通信，具有全球唯一性和訪問權限。而局域網IP地址用于內部網絡的通信，具有非唯一性和內部訪問權限。兩者在網絡通信中各自扮演著重要的角色，確保設備能夠在不同的網絡環境中進行通信和連接。

3、局域網IP如何訪問Internet

3.1、訪問原理

??????? 局域網IP不能直接訪問Internet，但可以借助具有公網IP的設備進行中轉。如下圖所示：

• 在家里，在公司里，只有路由器才有公網IP
• 其他電腦只有局域網IP，比如192.18.x.x
• 家里的電腦，公司的電腦，IP都是192.168.0.100，但是它們并沒有沖突：因為它們處于不用的局域網
• 局域網里的電腦要訪問公網，怎么辦？要路由器幫忙！

3.2、訪問流程

(1)通過路由器訪問公網IP流程：

• 主機A的局域網IP是10.1.1.100，它使用端口1025，去訪問公網211.100.7.34
• 但是它沒有公網IP，跟路由器說：哥們，幫幫忙
• 路由器就把數據包里的(10.1.1.100:1025)改成自己的IP和端口(162.105.176.65:16384)，發出偽造的數據包
• 服務器收到后，返回數據給路由器(162.105.176.65:16384)
• 路由器收到數據后查表：
  • 這是主機A要我取的數據
  • 于是把數據包里的目的(162.105.176.65:16384)改為(10.1.1.100:1025)
  • 并發給主機A
• 主機A收到數據

(2)由以上流程可知：

• 局域網的電腦，借助路由器，可以訪問公網
• 需要局域網內的電腦主動發起網絡連接
• 公網無法主動訪問局域網內的電腦：
  • 公網主動訪問路由器時
  • 路由器：你訪問誰呢？在路由器里都沒有記錄，丟掉
  • 這可以保護局域網內的電腦，比如前兩年爆發的勒索病毒

4、不同局域網內的設備通信

(1)假設在局域網內有開發板，另一個局域網內有手機，兩者均連接可上網的路由器。如下圖所示：

(2)請問手機怎么才能訪問到開發板？

• 硬件上：中間需要加上服務器，如下圖所示。
• 協議上：有很多選擇，例如MQTT，它更適合物聯網。

訪問流程：

• 手機發送數據包給服務器
• 開發板訪問服務器拿到數據