Há apenas um endereço IPv4 por rede / roteador conectado à Internet.
Isso nem chega perto de ser verdade. Você está vendo as coisas através dos olhos de um usuário típico da rede doméstica.
Pense por um minuto o que você, como usuário doméstico com apenas um endereço IP público, faria se quisesse permitir vários dispositivos usando o mesmo protocolo e porta de transporte, digamos dois servidores da Web, que por convenção usam a porta TCP 80, sejam acessado da Internet pública. Você pode encaminhar a porta TCP 80 do seu endereço IP público para um endereço IP privado, mas e o outro servidor da Web? Esse cenário exigirá que você pule algumas etapas que um usuário doméstico típico não está preparado para lidar. Agora, pense na IoT, na qual você pode ter centenas ou milhares de dispositivos (lâmpadas, termostatos, termômetros, pluviômetros e sistemas de aspersão, sensores de alarme, aparelhos, abridores de portas de garagem, sistemas de entretenimento, coleiras para animais de estimação e quem sabe o que tudo mais), alguns, ou todos, dos quais desejam usar os mesmos protocolos e portas de transporte específicos.
O IP foi projetado para conectividade de ponta a ponta, portanto, independentemente de quantos hosts diferentes usem o mesmo protocolo e porta de transporte, eles são identificados exclusivamente pelo endereço IP. O NAT quebra isso e limita o IP de uma maneira que nunca deveria ser limitada. O NAT foi criado simplesmente como uma maneira de estender a vida útil do IPv4 até que a próxima versão IP (IPv6) possa ser adotada.
Muitas pessoas confundem NAT com segurança, mas NAT não tem nada a ver com segurança . Firewalls e outras coisas, talvez software antivírus etc., oferecem segurança. Os dispositivos de rede doméstica geralmente incluem uma combinação de roteador e firewall NAT, mas não se engane, você não precisa habilitar o NAT se tiver um número suficiente de endereços IP públicos e ainda pode usar um firewall para segurança.
Atualmente, o IPv6 possui 1/8 dos endereços IPv6 no bloco de endereços IPv6 inteiro reservado para endereços IPv6 globalmente roteáveis. Supondo que existam 17 bilhões de pessoas na Terra no ano de 2100 (não é realista), o atual intervalo de endereços IPv6 global (1/8 do bloco de endereços IPv6) fornece mais de 2000/48 redes para cada uma dessas 17 bilhões de pessoas. Cada rede / 48 tem 65.536 / 64 sub-redes com 18.446.744.073.709.551.616 endereços por sub-rede.
As idéias para a IoT estão em sua infância. Simplesmente não podemos prever o que está reservado para a Internet das coisas, muito menos o que mais pode estar por vir.