1. 漫畫開場
漫畫文字版（畫面及對白）
| 格 | 畫面 | 對白 |
|---|---|---|
| 1 | 小比在路路的郵局櫃位前，信封上只寫著名牌號碼 00:00:5E:00:53:01；路路一臉為難。 |
字幕：「小比想寄信給住在遠方的阿麥。」 小比：「路路，請幫我把信送給阿麥！」 路路：「只有名牌，沒有地址……我不知道他在哪個網絡啊！」 |
| 2 | 阿麥在家，胸前是名牌，手上拿著地址卡 Private IP（私人位址）192.168.1.10；家中 Router 的 Public IP（公共位址）是 203.0.113.1。 |
字幕：「IP Address（網絡位址）就像郵寄地址。」 阿麥：「名牌說明我是誰，地址說明我在哪裡！」 |
| 3 | 阿麥在咖啡店，名牌不變；舊地址卡 192.168.1.10 被劃上交叉，換成新地址卡 192.168.0.23；咖啡店 Router 的 Public IP 是 198.51.100.1。 |
字幕：「阿麥帶著電腦到咖啡店上網。」 阿麥：「換了網絡，名牌不變，地址就變了！」 |
| 4 | 路路站在分岔路口，路牌寫著 203.0.113.0/24（家）和 198.51.100.0/24（咖啡店）；小比的信寫上咖啡店的 Public IP 198.51.100.1。 |
字幕：「在互聯網上，Router（路由器）看 Public IP 的網絡部分指路；到了咖啡店，再由那裡的 Router 轉交阿麥。」 路路：「198.51.100 這一區？這邊走，這條路最快！」 |
2. 重點概念
MAC Address（硬體位址）是裝置的名牌，說明「你是誰」；但要把信送到遠方，還需要一個郵寄地址，說明「你在哪裡」。
IP Address（網絡位址）就是裝置在網絡上的位址。它由你所在的網絡分配，換了網絡就會改變。Router（路由器）就是靠它，把資料一站一站送到正確的網絡。
3. 看深一點
為什麼有了名牌，還要地址？
上一課學過，MAC Address 只在同一個 LAN（區域網絡）裡有用。它好像名牌：你知道對方的名字，卻不知道他住在哪一區、哪一條街。
想像全世界的郵差手上只有幾十億個名字，卻沒有地址，信根本無從送起。IP Address 就解決了這個問題：位址本身已經說明了「在哪個網絡」，Router 只要看位址，就知道下一步往哪個方向送。
| MAC Address（硬體位址） | IP Address（網絡位址） | |
|---|---|---|
| 比喻 | 縫在身上的名牌 | 郵寄地址 |
| 回答的問題 | 你是誰？ | 你在哪裡？ |
| 誰決定 | 製造商出廠時寫好（或系統隨機產生） | 你所在的網絡分配 |
| 換了網絡 | 通常不變 | 會改變 |
| 有用的範圍 | 同一個 LAN 之內 | 跨越網絡，直到互聯網另一端 |
| 長度 | 48 位元 | IPv4 32 位元；IPv6 128 位元 |
兩者是合作關係：在每一段 LAN 裡，資料靠 MAC Address 送到下一站；在整段旅程中，靠 IP Address 決定方向。
IPv4：四個數字的位址
今天最常見的 IP Address 是 IPv4，它有 32 位元，寫成四個由「.」分隔的十進制數字，例如阿麥在家的位址：
192.168.1.10
- 每個數字代表 8 位元，所以只可以是 0 至 255。
- 四組 × 8 位元 ＝ 32 位元。
- 32 位元一共可以組合出 4,294,967,296 個（約 43 億個）位址。
這種寫法叫「點分十進制」。192.168.1.300 就是錯的，因為 300 大過 255。
位址的兩部分：網絡部分與主機部分
一個 IP Address 可以分成兩部分，好像郵寄地址有「地區和街道」，也有「門牌號碼」：
| 部分 | 意思 | 192.168.1.10/24 的例子 |
|---|---|---|
| 網絡部分 | 你在哪一個網絡 | 192.168.1 |
| 主機部分 | 網絡裡的哪一部裝置 | 10 |
位址後面的 /24，表示前 24 位元（即前三個數字）是網絡部分。在同一個網絡部分之下的所有位址，就是同一個 Subnet（子網絡）。Subnet 就是把一個大網絡切成較細小的部分，好像把城市劃分成一條條街。
有些裝置不寫 /24，而是寫成 Subnet Mask（子網絡遮罩）：255.255.255.0。Subnet Mask 就是另一種標示「哪些位元屬於網絡部分」的寫法，255.255.255.0 和 /24 的意思完全一樣。
圖解：上半部是 IPv4，四組各 8 位元，/24 表示前三組是網絡部分；下半部是 IPv6，八組各 16 位元，以及如何把它縮寫成 2001:db8::1。
同一個 Subnet（子網絡），還是要找 Router（路由器）？
裝置送資料前，會先比較自己和對方的網絡部分：
- 相同 → 對方在同一個 Subnet 裡，直接在 LAN 內送過去（用上一課的 MAC Address）。
- 不同 → 對方在其他網絡，先交給 Router，由 Router 幫忙轉送。
裝置預設把「外出的信」交給的那部 Router，叫 Default Gateway（預設閘道）。Default Gateway 就是你的網絡通往外面世界的大門，在家中通常就是那部家用 Router。
留意：Router 同時站在兩個網絡之間，所以它有兩個 IP Address。以阿麥的家為例：
- 對內（家中 LAN）：Private IP
192.168.1.1，這就是家中裝置的 Default Gateway。 - 對外（互聯網）：Public IP
203.0.113.1，由 ISP（互聯網服務供應商）分配。
例子（阿麥在家，/24）：
| 我的位址 | 對方的位址 | 網絡部分相同嗎？ | 怎樣送 |
|---|---|---|---|
192.168.1.10 |
192.168.1.77（家中的電視） |
相同（192.168.1） |
直接在 LAN 內送 |
192.168.1.10 |
198.51.100.1（咖啡店的 Public IP） |
不同 | 交給 Default Gateway 192.168.1.1 |
在 /24 的 Subnet 裡，主機部分由 0 至 255，但 .0 用來代表整個網絡，.255 是這個 Subnet 的 Broadcast Address（廣播位址），所以真正可以分給裝置的有 254 個。
Public IP（公共位址）與 Private IP（私人位址）
IPv4 位址分成兩類：一類在互聯網上使用，另一類只在家中、學校或公司內部使用。
| Public IP（公共位址） | Private IP（私人位址） | |
|---|---|---|
| 比喻 | 大廈的街道地址 | 大廈內的室號 |
| 在哪裡使用 | 互聯網上 | 家中、學校、公司的內部網絡 |
| 由誰分配 | ISP | 你的 Router |
| 是否獨一無二 | 在互聯網上獨一無二 | 不同的家可以重複使用 |
| 互聯網上可以直接找到嗎？ | 可以 | 不可以 |
Private IP 只能在以下三個範圍內使用。互聯網上的 Router 不會轉送以這些位址為目的地的資料，所以它們不會在互聯網上出現：
| 範圍 | 常見於 |
|---|---|
10.0.0.0 至 10.255.255.255 |
大型公司、學校 |
172.16.0.0 至 172.31.255.255 |
公司網絡 |
192.168.0.0 至 192.168.255.255 |
家用 Router，例如 192.168.1.x |
你家的手機和電腦用的多數是 Private IP；整個家庭出外上網時，則共用 Router 上的一個 Public IP。這個「共用」的技巧叫 NAT（網絡位址轉換），第 8 課再詳細介紹。
圖解：阿麥的家和鄰居的家，裡面都有 192.168.1.10 和 192.168.1.11，連 Router 對內的位址也同樣是 192.168.1.1，但不會混亂，因為 Private IP 只在各自家中有效。兩家出外上網時，分別用 Router 對外的 Public IP 203.0.113.1 和 203.0.113.2。
怎樣一眼分辨 Public IP（公共位址）和 Private IP（私人位址）？
看 IPv4 位址的開頭：
- 以
10.開頭 → Private IP - 以
172.開頭，而第二個數字是 16 至 31 → Private IP - 以
192.168.開頭 → Private IP - 其他一般位址 → Public IP
圖表：Private IP 只有三個範圍，其他一般位址都是 Public IP。留意 192 或 172 開頭的位址不一定是 Private，要看清楚後面的數字。
本課出現過的位址，全部可以這樣對照：
| 位址 | 是誰的位址 | 種類 |
|---|---|---|
192.168.1.10 |
阿麥在家的電腦 | Private IP |
192.168.1.1 |
家中 Router（對內） | Private IP |
203.0.113.1 |
家中 Router（對外） | Public IP |
192.168.0.23 |
阿麥在咖啡店的電腦 | Private IP |
192.168.0.1 |
咖啡店 Router（對內） | Private IP |
198.51.100.1 |
咖啡店 Router（對外） | Public IP |
所以，漫畫中阿麥換了網絡，他的 Private IP 由 192.168.1.10 變成 192.168.0.23；互聯網上的其他人看到的，則由家中的 203.0.113.1 變成咖啡店的 198.51.100.1。
為什麼要有 Private IP（私人位址）？一個「暫時」方案的故事
43 億個 IPv4 位址聽起來很多，但全世界的手機、電腦、電視加起來，早已遠遠超過這個數目。工程師其實很早就預見到這個問題：
| 年份 | 發生了什麼事 |
|---|---|
| 1981 | IPv4 正式成為標準。當時全世界只有很少電腦，43 億個位址看來用之不盡。 |
| 1990 年代初 | 互聯網急速增長，工程師發現 IPv4 位址遲早會用完。 |
| 1994 | 有工程師提出 NAT，讓很多部裝置共用一個 Public IP。提出者當時說明，這只是一個短期方案。 |
| 1996 | 三個 Private IP 範圍正式定下，任何家庭和機構都可以在內部免費重複使用。 |
| 1998 | 長遠的解決方法 IPv6 正式發表。 |
| 2011 年 2 月 | 負責全球位址分配的國際機構，把最後一批 IPv4 位址分發給各地區。 |
| 2011 年 4 月 | 負責亞太區（包括香港）的位址分配機構也只剩最後一批，開始嚴格限量分配。 |
有了 Private IP 和 NAT，一個家庭、一間學校甚至一整間公司，出外上網時可能只需要一個 Public IP。這大大減慢了 IPv4 位址用完的速度，所以 IPv4 撐到 2011 年才分發完畢。
有趣的是，這個「暫時」的方法到今天已經用了三十年，仍然是家家戶戶都在用的技術。不過，它也有缺點：家中的裝置躲在 Router 後面，互聯網上的其他人不能直接找到它們（第 8 課再詳談）。所以長遠來說，大家正慢慢轉用位址多到用不完的 IPv6。
本課的範例位址 本課的 Public IP 範例使用文件專用位址（
203.0.113.x、198.51.100.x、2001:db8::）；Private IP 範例使用真正的私人位址範圍192.168.x.x，因為私人位址不會在互聯網上出現，不會指向任何人的裝置。這樣，每個例子的種類都和現實一致。
IPv6：更長的位址
為了徹底解決位址不夠用的問題，工程師設計了 IPv6。它有 128 位元，寫成八組、每組四個十六進制數字，組與組之間用「:」分隔：
2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
128 位元可以組合出約 3.4 × 10³⁸ 個位址，即 34 後面再加 37 個零，足夠為地球上每一粒沙分配很多個位址。
這麼長的位址很難寫，所以有兩條縮寫規則：
- 每組前面的 0 可以省略：
0db8→db8，0000→0，0001→1。 - 連續幾組都是 0，可以用「::」代替，但整個位址只可以用一次。
2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 → 2001:db8:0:0:0:0:0:1 → 2001:db8::1
為什麼「::」只可以用一次？因為如果用兩次，就無法知道每個「::」各代表幾組 0。IPv6 的英文字母通常用細楷。
今天，很多手機網絡和家居寬頻已經同時支援 IPv4 和 IPv6，你的手機很可能兩種位址都有。
位址從哪裡來？
你的裝置通常不用自己設定 IP Address。接上 Wi-Fi（無線網絡）時，Router 會自動派一個位址給你，就好像酒店前台派房卡。負責這件事的是 DHCP（動態主機設定協定），第 8 課會詳細介紹。
4. 動手試試
任務一：找出你的 IP Address（網絡位址）
| 裝置 | 步驟 |
|---|---|
| iPhone／iPad | 設定 → Wi-Fi → 點一下已連接網絡旁的 ⓘ → 看「IPv4 位址」一欄 |
| Android | 設定 → 網絡和互聯網 → Wi-Fi → 點已連接的網絡 → 詳細資料（不同品牌名稱略有不同） |
| Windows | 打開「命令提示字元」，輸入 ipconfig，找「IPv4 位址」、「子網路遮罩」、「預設閘道」 |
| macOS | 系統設定 → 網絡 → Wi-Fi → 按已連接網絡旁的「詳細資料」→ TCP/IP |
把三個數字抄下來：
- 你的 IP Address
- Subnet Mask（子網絡遮罩），或者像
/24的寫法 - Default Gateway（預設閘道），iPhone 上顯示為「路由器」
然後想一想：
- 你的 IP Address 是不是在三個 Private IP 範圍之內？
- 你的 IP Address 和 Default Gateway 的網絡部分是不是一樣？（應該一樣，因為它們在同一個 Subnet 裡。）
- 如果你看到很長、用「:」分隔的位址（例如以
fe80或2開頭），那就是你的 IPv6 位址！
任務二：互聯網看到的是哪個位址？
- 用搜尋器搜尋「我的 IP 位址」，很多搜尋器或網站會顯示你在互聯網上的 IP Address。
- 把它和任務一找到的位址比較：兩個一樣嗎？
- 如果不一樣，任務一的是你家中的 Private IP，任務二的是 Router 在互聯網上的 Public IP。
私隱提示： Public IP 可以大約看出你用哪間 ISP、在哪個城市上網。不要把它貼到網上公開的地方。
小互動
IPv4、IPv6，還是都不是？
把以下六張卡分成三組：
-
1
192.168.1.10 -
2
198.51.100.256 -
3
2001:db8::1 -
4
2001:db8::1::2 -
5
00:00:5E:00:53:01 -
6
198.51.100.7
全部分對了！IPv4 是四個 0 至 255 的十進制數字；IPv6 是最多八組、每組最多四個十六進制數字，連續的 0 組可用「::」代替，但只可用一次。
小互動
Public IP 還是 Private IP？
用「怎樣一眼分辨」的方法，把以下六個 IPv4 位址分成兩組：
-
1
192.168.1.10 -
2
203.0.113.1 -
3
10.0.0.8 -
4
198.51.100.1 -
5
172.20.0.5 -
6
192.168.0.23
全部分對了！Private IP 只有三個範圍：10.x.x.x、172.16.x.x 至 172.31.x.x、192.168.x.x。其他一般位址都是 Public IP。
5. 比喻的極限
- 位址不一定跟著地點改變。 郵寄地址只在搬屋時才會變；但 IP Address 由網絡分配，就算你坐在原位不動，Router 重新開機或過了一段時間，也可能派一個新位址給你。
- 一部裝置可以有好幾個位址。 一個人通常只有一個住址；但一部手機可以同時有 IPv4 和 IPv6 位址，Wi-Fi 和流動數據也各有自己的位址。
- Private IP 不是獨一無二的。 郵寄地址全世界只有一個；但
192.168.1.10可以同時出現在千千萬萬個家庭裡，只要同一個網絡內不重複就可以。 - IP Address 不能準確找出你的家。 郵寄地址可以找到你家門口；但透過 Public IP，一般只能大約估計你在哪個城市、用哪間 ISP。
- 網絡部分不一定是「前三個數字」。 本課的例子都用
/24，但真實網絡可以是/16、/20、/26等不同長度，界線不一定剛好落在「.」上。 - 路路並不知道整條路線。 漫畫中路路一看位址就指路；現實中每部 Router 只負責決定「下一站」，它是靠一張 Routing Table（路由表）來查的，第 6 課再詳談。
6. 小測驗
7. 重點筆記
- MAC Address 說明「你是誰」，IP Address（網絡位址）說明「你在哪裡」；換了網絡，IP Address 就會改變。
- IPv4 有 32 位元，寫成四個 0 至 255 的數字，例如
192.168.1.10；IPv6 有 128 位元，寫成八組十六進制數字，例如2001:db8::1。 - IP Address 分成網絡部分和主機部分；
/24（即 Subnet Mask255.255.255.0）表示前 24 位元是網絡部分。網絡部分相同，就在同一個 Subnet（子網絡）。 - 要送到其他網絡的資料，會先交給 Default Gateway（預設閘道），即你的 Router。
- 家中裝置多數用 Private IP（私人位址），出外上網時經 NAT 共用 Router 的 Public IP（公共位址）；這是為了延遲 IPv4 位址用完而想出的「暫時」方法，長遠方案是 IPv6。
下一站
小比已經知道收件人是誰、住在哪裡。但這些資料寫在哪裡？為什麼他的背包要一層包一層？