为什么在不同网站查询本机的公网IP不一样？

笔者最近使用阿里云CDN（内容分发网络）来给 OSS 源站点做加速，CDN的管理后台可以设置IP黑名单的来屏蔽恶意的流量请求。笔者用手机的这台电脑做了测试，CDN的后台日志记录了笔者最近的IP访问记录，于是笔者想先查看下本机的公网IP地址，然后在后台选择该 IP 地址来做屏蔽黑名单的测试。但是让我笔者疑惑的问题出现了，笔者在不同的网站上面查的公网IP居然是不相同的？笔者接入的带宽运营商是方正宽带。

运营商：「方正宽带」不同站点IP查询记录
日期\|IP查询网站	ipshudi	ip138	baidu	chinaz
Day: 10.15	100.102.18.22 (保留地址: 运营商级NAT IP地址)	59.109.149.63 (中国北京北京方正宽带)	59.109.121.31 (中国北京北京方正宽带)	60.10.12.102 (中国河北廊坊安次区联通)
Day: 10.16	100.102.3.228 (保留地址: 运营商级NAT IP地址)	59.109.145.139 (中国北京北京方正宽带)	59.109.121.175 (中国北京北京方正宽带)	222.129.60.69 (中国北京北京联通)

备注：「IP 地址单元格」的括号里面是IP的归属，在ip138首页输入IP地址查询可以获取到。

一、横向比较与分析

按日期横向来比较，不同网站查询到的IP地址不一样。为了方便说明，这里先忽略第一列的「保留地址」，只看后面三列的数据，ip123 和 baidu 查询 IP 都属于方正宽带，chinaz 查询到的IP属于联通，这是因为长城宽带租用了基础运营商-联通的带宽，所以如果走联通的出口获取到的就是联通的公网IP。这里也可以这么理解，当笔者本机请求 ip138、baidu、chinaz 这三个站点时，因为请求的「目标站点」不一样的，选择的出口不一致，因此接入公网的IP就不一样了。这种情况在小的运营商里很常见（通过基础运营商电信、联网、移动接入公网），尤其是长宽、歌华、宽带通（俗称二手运营商）等，据说接入的是联网、电信这样宽带服务不会出现类似的问题。简单点说，你的网络运营商有多个出口，不同出口的IP公网地址不同。

二、纵向比较与分析

如果以某个网站为基准纵向对比，同样的运营商（ISP），为什么查询到的IP公网地址也不相同呢？答案是「动态NAT技术」。

1. NAT技术原理介绍：

这里为了方便理解，先介绍下NAT（一种网络地址转换技术）。简单来说，我们的IP地址分为「公网/外网IP」和「私网/内网IP」，因为ipv4设计的局限性，随着全球联网设备的不断增加，公网IP地址已经接近枯竭，因此采用NAT技术可以实现将一个公网IP和多个内网IP地址之间的转换，解决了IP公网地址短缺的问题。通过这种方式，多个用户能够「共享」同一个公网IP，所以即使运营商只分配了一个公网IP，多个用户也能同时访问 Internet。

在 IPv4 地址资源越来越紧张的今天，很多电信运营商，已经不再为用户分配公网IP；而是直接在运营商自己的路由器上运营 NAT，为用户分配内网 IP。这样，只需要少量的 IP 地址，就可以支撑大量用户的上网需求。这样的 NAT 又叫做 CGN（Carrier-grade NAT，电信级 NAT）。

2、什么是动态NAT？

使用公有地址池，并以先到先得的原则分配这些地址。当具有私有IP地址的主机请求访问 Internet 时，动态 NAT 从地址池中选择一个未被其它主机占用的 IP 地址一对一的转化。当数据会话结束后，路由器会释放掉公有IP地址回到地址池，以提供其他内部私有IP地址的转换。

3、动态选择公网IP地址

内网中有设备需要去访问我们公网，需要做一个NAT地址转换，把我们私网的IP地址转换成我们公网的IP地址，这时就需要使用动态NAT了，使用地址池中的公网地址进行IP地址转换，去访问我们的公网，因为选择的公网IP是随机的或者变化的，所以我们查询到IP地址就不一样了。

三、保留地址：运营商级NAT IP地址

现在来说下最开始提到的「保留地址」，ipshudi 网站查到的两个IP地址有个特点，他们的地址都是在「100.64.0.0~100.127.255.255」这个范围以内，这个保留地址也是用于内网，但是这个内网不是一般内网而是Carrier-grade NAT，这个英文对应的翻译是“运营商级NAT”。进一步搜索得知2012年4月的 RFC 6598 (IANA-Reserved IPv4 Prefix for Shared Address Space) 将100.64.0.0/10 (Shared Address Space) 地址块，用于给运营商ISP使用。

常见的保留地址见下图，这个数据是我们网上可以搜到的，但是因为比较老旧了，所以看不到上面提到的「Carrier-grade NAT」保留地址：

更加「完善」的保留地址：

既然在「ipshudi」网站查到的两个IP地址都是NAT处理后的内网地址，它们就是动态生成的，所以不一样也就可以理解了。

「注意」：为什么一个内网地址可以在「ipshudi」这样的第三方站点查到呢？笔者在CDN后台的请求IP日志里也找到了和「ipshudi」同样的内网地址。内网IP是不可以直接和外网站点就行连接和通信的，那这个地址是怎么获取到的呢？所以笔者的猜想是：「ipshudi」和「CDN站点」在笔者接入的方正宽带的内网里也有服务器，既然用户和第三方服务器都都在同一个内网，所以获取到的IP地址也是内网地址，见下表的第一行：

四、结语

既然用户的IP地址是变化的，那么CDN用后台记录的IP来做黑名单管理可能就不是那么准确了。因为用户发起请求的的公网IP在不断变化，恶意请求源IP就无法准确定位了。另外，如果单个公网IP通过NAT由多个用户共享并联网，那么被黑名单屏蔽的公网IP可能会影响到其他的正常请求服务的用户了。

为了弄明白上面的这个问题，笔者查阅了相关文章，重拾起「计算机网络」的基础知识，对一些疑惑的知识点有了更清晰和更深入的理解。推荐几篇非常好的文章，能帮助你快速建立计算机网络的整体知识结构和图谱，并且轻松掌握一些比较难理解的基础知识，可以进一步帮助你的工作和学习。

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