Aqui está um breve resumo de como o endereçamento IP funciona nesta situação:
Você tem seu computador doméstico, ele possui uma interface de rede (porta Ethernet ou placa Wi-Fi) e cada um deles possui endereços MAC exclusivos que os identificam globalmente.
As interfaces de rede recebem endereços IP pelo seu roteador / modem / switch / ponto de acesso. O seu ponto de acesso (AP) faz parte ou está conectado a um modem / roteador / switch que fornece ao AP um endereço IP. É assim que as coisas parecem até agora:
O seu computador (IP) -> Ponto de acesso (IP) -> CableModem (IP)
Aqui está um exemplo do que esses endereços IP podem ser. No exemplo, o quarto octeto (o último número de cada conjunto) determina o endereço IP do seu dispositivo, os três à esquerda deles determinam a rede do dispositivo.
192.168.1.50 ----------> 192.168.1.25 --------> 192.168.1.1
Essencialmente, neste exemplo, o modem cria uma rede chamada 192.168.1 Todos os dispositivos na rede recebem um valor x diferente (1-255), o último dígito.
Aqui está uma distinção importante. Existem dois tipos de endereços IP IPv4 , Público e Privado. Os endereços IP públicos são os que você vê na Internet (se você executar ping no google.com, obterá um endereço IP público). Dentro de uma rede, normalmente você tem uma configuração de IP privado (192.168.xx e 172.xxx e 10.xxx - são todos os endereços IP que não existem nos servidores Web da Internet; são reservados para redes locais).
Normalmente, sua rede doméstica possui um gateway semelhante a xxx1 (192.168.1.1, 10.1.1.1, por exemplo). Isso significa que eles não são acessíveis no mundo exterior, devem estar DENTRO da sua rede.
Como os dispositivos de rede internos chegam à Internet?
Se você acessar http://www.whatismyip.com/, verá um endereço IP listado que não é seu computador, seu AP ou seu modem / roteador. Este é o seu endereço IP público.
Normalmente, o seu modem / roteador tem duas funções. 1) Receba um endereço IP do mundo exterior e converse com a rede do seu ISP com esse endereço 2) Crie uma rede interna e deixe-os falar através de sua interface externa.
Então, aqui está, efetivamente, o que o seu modem faz:
IP público (tomada do cabo) <----> [Modem | Endereço IP ext / Int LAN] ---> portas Ethernet <---> [computadores]
O modem conecta a Internet pública à sua rede. Os pedidos da sua rede interna são enviados para o modem, que os encaminha para a Internet. Dessa forma, apenas um endereço IP público é necessário para TODOS os seus dispositivos falarem com a Internet.
No lado da Internet do modem, você tem um endereço IP atribuído pelo provedor de serviços de Internet, que é aquele que www.whatismyip.com mostra. Isso é colocado na interface do modem, que está conectada à sua linha de cabo / DSL / T-1 . O outro lado do modem / roteador (onde você conecta seu ponto de acesso, comutador ou computadores) recebe um endereço IP que você pode configurar. A maneira como as pessoas conseguem ter servidores visíveis ao público é que elas podem dizer ao modem coisas assim: "Quando uma solicitação chegar ao nosso endereço IP PÚBLICO solicitando um recurso, conecte esse tráfego a um ENDEREÇO OU RECURSO INTERNO IP"
Quando você envia uma mensagem, o endereço IP do seu computador fica basicamente 'encapsulado' dentro de vários 'cabeçalhos' nos seus dados. Por fim, os computadores que veem seu tráfego veem seu endereço IP externo do modem e não o endereço IP interno dos computadores físicos. São enviados mais dados contendo endereços MAC e coisas assim, mas essencialmente um endereço IP público pode representar uma rede inteira de dispositivos por trás dele.
Mais informações podem ser encontradas em O que é um endereço IP? (ou em toda a Internet :)
NAT é o processo pelo qual o roteador converte os endereços internos no seu endereço público e o tráfego público de entrada no endereço IP interno correto.
Há muito mais, mas essa deve ser a ideia geral. Para saber mais, consulte o Modelo OSI, os "soquetes" de IP e outro bom artigo é Como funciona a Internet? .