云服务器通过公网IP定位到指定的服务器主要依赖于互联网上的IP寻址机制、域名解析系统(DNS)、以及路由协议的联合工作。当一个设备试图访问一个云服务器时，它首先需要解析服务器的域名以获取对应的公网IP地址。然后，利用IP地址，数据通过互联网上的各个路由器，根据IP路由表进行转发，最终到达目的地的服务器。在这个过程中，网络地址转换(NAT)、子网掩码等技术也会被用来正确地引导数据流。
一、域名解析过程
域名系统（DNS）是云服务器通过公网IP被找到的第一步，DNS将人类可读的域名转换为机器可以理解和使用的IP地址。当一个用户输入一个网址后，用户的设备会向配置的DNS服务器发起查询请求。DNS服务器会递归地查询直到找到该域名对应的IP地址，返回给用户设备。一旦获取了IP地址，用户的设备便可以通过互联网与目标云服务器进行通信。
解析请求流程
用户设备上的DNS解析器首先检查本地缓存是否有所需的记录。如果没有，它会向配置的DNS服务器发送解析请求。如果这个DNS服务器也没有相应的缓存，它将请求转发到更高级别的DNS服务器。这一过程继续传递，直到达到负责该域名区域的权威DNS服务器。
权威DNS服务器
权威DNS服务器保存了域名到IP地址的映射记录。当解析请求到达权威DNS服务器时，它会返回存储的IP地址给请求方。然后，IP地址沿相同的路径返回用户设备。
二、IP寻址和路由
一旦设备获取了云服务器的公网IP地址，数据包就会开始它们的旅程。它们依赖于互联网上分布式的路由器和全球IP寻址方案来达到目的地。这个过程遵循互联网协议（IP）规则进行数据包的转发和路由选择。
IP路由
路由器通过内置的路由选择协议，如BGP（边界网关协议），来确定数据包的下一个跳转点。它们依据路由表中的信息，将数据包从一个网络节点传递到另一个节点，直至达到最终目标。
公网和私网区分
在路由过程中，公网IP地址是全球唯一的，这确保了来自互联网任何位置的数据包都可以准确地被路由到指定的云服务器。而私网IP地址仅在私有网络内部有效，不能直接通过互联网路由，需要通过网络地址转换（NAT）来实现与外网的通信。
三、网络地址转换（NAT）
网络地址转换（NAT）技术使得一个公网IP地址可以代表整个本地网络，允许多个设备共享一个公网IP来访问互联网，同时保持私有IP地址不暴露于外界。
NAT工作原理
当本地网络的设备发起到互联网的请求时，NAT设备会更改源IP地址为公网IP，并记录每个请求与私网IP的对应关系。回应的数据包到达时，NAT设备再根据之前的记录，将公网IP地址改回原来的私网IP地址，并将数据包送到正确的设备上。
云服务器中的NAT应用
在云计算环境中，云服务提供商通常会给云服务器分配私网IP，并通过NAT技术允许它们访问和被访问于互联网。用户和应用程序通过公网IP与云服务器交互时，NAT确保通信正确无误地完成。
四、云服务器和数据中心
云服务器虽然分布于世界各地的数据中心，但它们都通过互联网连接，并有自己的公网IP，这使它们可以从互联网的任何地方被定位和访问。
数据中心的网络架构
数据中心内部拥有复杂的网络架构，包括但不限于交换机、路由器、负载均衡器等，这些设备确保在数据中心内部的通信也是高效和安全的。当外部请求到达数据中心时，内部的网络设备会根据IP地址将请求导向正确的服务器。
公网IP与数据中心的关系
每个云服务器在数据中心中都有一个唯一的内网IP，而数据中心的网络边界设备则负责处理NAT以及可能的防火墙规则，确保外部的有效通信可以到达指定的服务器。域名解析、IP路由、NAT技术和数据中心的网络架构共同协作，使得使用公网IP来访问特定的云服务器成为可能。
相关问答FAQs：
1. 云服务器是如何使用公网IP进行远程访问的？
云服务器通过公网IP和端口号来实现远程访问。当我们想要连接到云服务器时，我们可以使用SSH协议（Secure Shell）或者远程桌面协议（Remote Desktop Protocol）等远程登录工具。这些工具会将我们的请求传输到公网IP地址对应的云服务器上，并且通过指定的端口号与该云服务器建立连接。通过这种连接，我们可以远程操作云服务器。
2. 公网IP如何与云服务器进行绑定？
在使用云服务提供商提供的管理控制台中，我们可以为云服务器分配静态公网IP，使其与云服务器绑定。这些IP地址是由云服务提供商的IP地址池中分配的，并与我们的账号关联。一旦我们将静态公网IP与云服务器绑定，该IP地址就会成为云服务器的唯一标识，其他用户通过该IP地址和端口号可以访问到我们的云服务器。
3. 公网IP如何通过路由器转发到云服务器？
当我们将公网IP与云服务器绑定后，我们需要在路由器上进行一些配置，以便将外部请求转发到正确的云服务器。这涉及到端口转发和网络地址转换（NAT）等技术。端口转发指的是将外部请求的特定端口转发到内部云服务器的对应端口；而NAT则是通过将外部请求的源IP地址和端口号进行转换，将请求发送到内部云服务器。这样，在外部用户发起访问请求时，路由器会根据预先配置的规则将请求转发到正确的云服务器上。
