公有、私有和环回地址

IPv4 地址大致分为两组：可在全球互联网中路由的公有地址，以及保留给本地网络内部使用的私有地址。

这种划分让组织可以在内部重复使用相同的私有范围，同时共享少量公有地址来访问互联网。

公有 IP 地址在整个互联网中都是唯一的，由 ISP（互联网服务提供商）或区域注册机构分配。Web 服务器、邮件服务器以及家用路由器的互联网侧都使用公有地址。

由于公有地址可以在全球范围内路由，互联网上的任何设备都可以直接访问它们，这也是它们需要受限分配和统一管理的原因。

标准RFC 1918定义了三个永远不会在公有互联网中路由的私有范围：

• 10.0.0.0 - 10.255.255.255（10.0.0.0/8）
• 172.16.0.0 - 172.31.255.255（172.16.0.0/12）
• 192.168.0.0 - 192.168.255.255（192.168.0.0/16）

家庭和办公室局域网可以自由使用这些范围，无需协调。

数百万个家庭可以同时在内部使用 192.168.1.0。这不会产生冲突，因为私有地址只存在于各自的本地网络内部，从不会出现在互联网上。

之所以可以重复使用，是因为在路由器边界处，NAT（网络地址转换）会将私有地址转换为一个公有地址。后续课程会详细讲解这一主题。

回环范围 127.0.0.0/8 允许设备与自身通信。最常用的地址是 127.0.0.1，通常称为“本地主机”。

发往回环地址的流量不会离开设备，而是由网络协议栈在内部处理。因此，回环非常适合测试软件，以及确认 TCP/IP 是否正确安装。

当设备无法连接到 DHCP 服务器时，它可能会从 169.254.0.0/16 为自己分配一个 APIPA 地址（自动私有 IP 编址）。

以 169.254 开头的地址通常强烈表明 DHCP 失败。APIPA 支持有限的本地通信，但不提供网关，因此设备无法访问互联网。

您可以一眼对地址进行分类：

• 以 10、172.16-31 或 192.168 开头 → 私有
• 以 127 开头 → 回环
• 以 169.254 开头 → APIPA（DHCP 失败）
• 其他可路由地址 → 很可能是公有地址

这种快速分类能大幅加快故障排除。

NAT 是连接私有世界和公有世界的纽带。您的路由器从 ISP 获取一个公有地址，并在互联网通信中将所有设备的私有地址转换为这个公有地址。

NAT 是 IPv4 远远超过其理论耗尽时间后仍能继续使用的主要原因，它让许多设备可以共享一个公有地址。

打开家中设备的设置，您很可能会看到类似 192.168.1.23 的私有地址。在浏览器中搜索“我的 IP 是什么”，您看到的则会是路由器的公有地址。

这两个数字之间的差异正是 NAT 在发挥作用：它用一个面向互联网的地址隐藏了您的内部网络布局。

让设备使用私有地址可以提供一层基本保护。外部主机无法直接向私有地址发起连接，因为私有地址无法在互联网上路由。

这不能替代防火墙，但确实意味着内部设备不会仅仅因为处于联网状态就直接暴露在外。

请为考试记住这些特殊范围：

• 私有：10/8、172.16/12、192.168/16
• 回环：127.0.0.0/8
• APIPA：169.254.0.0/16

立即识别出这些范围，就能判断一个地址是内部地址、自检地址，还是 DHCP 出现问题的迹象。

诊断这个地址。

您已经对 IPv4 地址类型进行了分类。

• 公有地址可以在全球范围内路由，并由 ISP 分配。
• 私有地址（RFC 1918）：10/8、172.16/12、192.168/16——仅供本地使用。
• 回环地址 127.0.0.1 用于测试本地协议栈。
• APIPA 地址 169.254.x.x 表明 DHCP 失败。
• NAT 让许多私有设备共享一个公有地址。