הקצאת כתובות IP ציבוריות יכולה להתבצע בשתי דרכים, הראשונה היא לפלח את מאגר הכתובות הציבוריות במטרה לנתב /30 מקטעים על מנת להקצות כתובות IP ציבוריות מנותבות ללקוחות, הדרך השנייה היא ליצור העברת פורטים, זה יאפשר שהמשתמש יקבל את ה-IP הציבורי, עם זאת, זה לא יהיה IP ציבורי שיכול להיות מנוהל על ידי הלקוח מכיוון שהוא לעולם לא יתקבל בנתב של הלקוח.

הקצאת כתובות IP ציבוריות ללקוחות מתבצעת במספר שיטות ויכולה להשתנות בהתאם לקנה המידה של הרשת, ספק שירותי האינטרנט (ISP) ומדיניות ניהול כתובות ה-IP. להלן סקירה כללית של אופן הקצאת כתובות IP ציבוריות:

1. הקצאה סטטית

• ישירות מ-ISP: בסביבת מגורים או עסקים קטנים, ספק שירותי האינטרנט עשוי להקצות כתובת IP ציבורית סטטית אחת או יותר למנוי. כתובות אלו אינן משתנות אלא אם הרשת של ספק שירותי האינטרנט תוגדר מחדש או הלקוח מבקש שינוי. ההקצאה מתבצעת באופן ידני, והלקוח מגדיר את כתובת ה-IP הסטטית במכשיר שלו (נתב, חומת אש) לפי הוראות ספק שירותי האינטרנט.
• בסביבות ארגוניות ומרכזי נתונים: חברות או ישויות הדורשות מספר כתובות IP ציבוריות יכולות לקבל בלוק כתובות (לדוגמה, /29, /28 וכו') שהם מנהלים באופן פנימי, תוך הקצאת כתובות ספציפיות לשרתים, התקני רשת או שירותים אחרים הזקוקים לנגישות מה- בחוץ.

2. הקצאה דינמית

• DHCP (פרוטוקול תצורת מארח דינמי): עבור ספקיות אינטרנט המציעות חיבורים דינמיים, DHCP משמש להקצאת כתובות IP ציבוריות ללקוחות באופן אוטומטי. כאשר התקן מתחבר לרשת של ספק האינטרנט, הוא מבצע בקשת DHCP ושרת ה-DHCP של ספק האינטרנט מקצה לו IP ציבורי ממאגר הכתובות הזמינות שלו. כתובת זו עשויה להשתנות עם הזמן, במיוחד אם המכשיר מנותק ומתחבר מחדש לאחר תקופה מסוימת.

3. NAT (תרגום כתובת רשת)

• IP יחיד עבור מספר לקוחות: עם המחסור בכתובות IPv4, ספקי שירותי אינטרנט משתמשים ב-NAT כדי לאפשר למספר לקוחות לשתף כתובת IP ציבורית אחת. במקרה זה, לקוחות מקבלים כתובות IP פרטיות במכשירים שלהם, ו-ISP משתמש במכשיר NAT ברשת שלו כדי לתרגם כתובות פרטיות אלו לכתובת ציבורית כאשר הם ניגשים לאינטרנט. זה נפוץ במסגרות מגורים.

4. CGNAT (NAT בדרגת ספק)

• NAT בקנה מידה גדול: דומה ל-NAT המסורתי, אך בקנה מידה גדול בהרבה. CGNAT משמש את ספקי האינטרנט כדי להקצות את אותה כתובת IP ציבורית למאות או אפילו אלפי לקוחות בו זמנית, תוך שימוש ביציאות ספציפיות כדי להבחין בין התעבורה של כל לקוח. זה עוזר להקל על מחסור בכתובות IPv4 אבל יכול לגרום לבעיות עם סוגים מסוימים של חיבורים או שירותים נכנסים הדורשים מיפוי יציאות.

5. IPv6

• הקצאת IP המוני: עם כניסתו של IPv6 ומרחב הכתובות הבלתי מוגבל שלו, ספקי שירותי אינטרנט יכולים להקצות כתובות IPv6 ייחודיות לכל מכשירי הלקוח שלהם ישירות, ולבטל את הצורך ב-NAT. ההקצאה יכולה להיות סטטית או דינמית, בדומה ל-IPv4, אך עם הגמישות להקצות כתובות מרובות לכל מכשיר במידת הצורך.

לכל אחת מהשיטות הללו יש יתרונות וחסרונות משלה, והבחירה באחת על פני השנייה תלויה בצרכים הספציפיים של הרשת, במדיניות ספקית האינטרנט ובמגבלות הטכניות.