公网IP和私网IP的作用：

NAT技术基于网段划分，也称网络地址转换，使用一个IP地址，指代一批设备，是目前解决IP地址枯竭的主要手段，也是路由器的重要功能。

NAT将IP地址分为私有IP和公网IP，通过将私有IP和公网IP相互转换，完成通信。

在同一个局域网内部，内网IP之间不能重复；在不同局域网中，内网IP可以重复。外网IP必须唯一。

私有IP和公网IP的相互转换，通过路由器完成，当数据通过路由器WAN口到达LAN口时，会将公网IP替换为子网IP；数据由LAN口到达WAN口时，则将子网IP替换为公网IP。

IP号和端口号的作用：

IP号和端口号依靠NAPT技术，使用IP+port端口号来建立关联，用于在局域网内识别不同主机。端口号可以用于区分同一主机的不同进程，也可以区分不同主机的不同进程。

如果不同主机之间端口号冲突，路由器会自动替换冲突的端口号，并记录端口号的映射关系，这个记录被称为转换表。

NAT技术的优点和缺点？

优点：NAT是纯软件方案，不需要更换硬件设备。

缺点：NAT依赖转换表，无法从NAT外部向内部服务器建立连接；转换表的生成和销毁有额外开销；通信中，如果NAT设备异常，转换表无法访问，TCP连接也将断开。

了解特殊的IP地址

主机号为0的IP地址，称为局域网的网络号，代表整个局域网。如：192.168.100.0。

主机地址全部为1的IP地址，称为广播地址，用于给同一链路中互相连接的所有主机发送数据包。如：192.168.100.255。

127开头的IP地址，称为环回地址，用于本机环回，表示设备自身。如：127.0.0.1。

什么是子网掩码？

子网掩码需要配合IP地址使用，用于区分IP地址中的网络号和主机号，在同一网络号下可以用于划分子网。

子网掩码是一个以二进制表示的32位正整数，如：1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000（以点分十进制表示，就是 255.255.255.0）。

将IP地址和子网掩码进行“按位与”操作，就可以得到网络号。

路由选择

什么是路由选择？

路由选择是指在网络中，找到源地址通向目标地址的路径。

路由的过程是逐点跳跃（Hop by Hop）的，即在数据链路层（以太网）中，一节点一节点的“探索式”传输。

路由选择具体是怎么选择的？

IP数据报到达路由器，路由器会查看数据报的目的IP。

路由器查询自身维护的路由表，根据路由表判断数据报传输的下一地址（可能是目标主机，也可能是下一更靠近主机的路由器）。

循环以上行为，直到到达目标IP地址。

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＜JavaEE＞ 理解IP协议的两个功能 -- 地址管理和路由选择

地址管理

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如何解决IP地址枯竭的问题？

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