Przypisanie publicznych adresów IP można wykonać na dwa sposoby, pierwszy polega na segmentowaniu puli publicznych adresów IP w celu routingu /30 segmentów w celu przypisania trasowanych publicznych adresów IP klientom, drugi sposób polega na wygenerowaniu przekierowania portów, umożliwi to użytkownikowi otrzymanie publicznego adresu IP, jednak nie będzie to publiczny adres IP, którym może zarządzać klient, ponieważ nigdy nie zostanie on odebrany na routerze klienta.

Przypisywanie publicznych adresów IP klientom odbywa się kilkoma metodami i może się różnić w zależności od skali sieci, dostawcy usług internetowych (ISP) i zasad zarządzania adresami IP. Oto przegląd sposobu przypisywania publicznych adresów IP:

1. Alokacja statyczna

• Bezpośrednio od dostawcy usług internetowych: W środowisku mieszkalnym lub w małej firmie dostawca usług internetowych może przypisać abonentowi jeden lub więcej statycznych publicznych adresów IP. Adresy te nie ulegają zmianie, chyba że sieć dostawcy usług internetowych zostanie ponownie skonfigurowana lub klient zażąda zmiany. Przypisanie odbywa się ręcznie, a Klient konfiguruje statyczny adres IP na swoim urządzeniu (routerze, firewallu) zgodnie z instrukcjami dostawcy Internetu.
• W środowiskach korporacyjnych i centrach danych: Firmy lub podmioty wymagające wielu publicznych adresów IP mogą otrzymać blok adresów (na przykład /29, /28 itd.), którymi zarządzają wewnętrznie, przypisując określone adresy do serwerów, urządzeń sieciowych lub innych usług wymagających dostępności z poziomu poza.

2. Dynamiczna alokacja

• DHCP (protokół dynamicznej konfiguracji hosta): W przypadku dostawców usług internetowych oferujących połączenia dynamiczne do automatycznego przypisywania klientom publicznych adresów IP używany jest protokół DHCP. Gdy urządzenie łączy się z siecią dostawcy usług internetowych, wysyła żądanie DHCP, a serwer DHCP dostawcy usług internetowych przydziela mu publiczny adres IP z puli dostępnych adresów. Adres ten może zmieniać się z biegiem czasu, zwłaszcza jeśli urządzenie zostanie odłączone i ponownie podłączone po pewnym czasie.

3. NAT (tłumaczenie adresów sieciowych)

• Jeden adres IP dla wielu klientów: W związku z niedoborem adresów IPv4 dostawcy usług internetowych korzystają z NAT, aby umożliwić wielu klientom współdzielenie jednego publicznego adresu IP. W takim przypadku klienci otrzymują prywatne adresy IP na swoich urządzeniach, a dostawca usług internetowych korzysta z urządzenia NAT w swojej sieci, aby przetłumaczyć te prywatne adresy na adres publiczny, gdy uzyskują dostęp do Internetu. Jest to powszechne w środowiskach mieszkalnych.

4. CGNAT (NAT klasy operatorskiej)

• NAT na dużą skalę: Podobny do tradycyjnego NAT, ale na znacznie większą skalę. CGNAT jest używany przez dostawców usług internetowych do przypisywania tego samego publicznego adresu IP setkom, a nawet tysiącom klientów jednocześnie, przy użyciu określonych portów w celu rozróżnienia ruchu każdego klienta. Pomaga to złagodzić niedobory adresów IPv4, ale może powodować problemy z niektórymi typami połączeń przychodzących lub usługami wymagającymi mapowania portów.

5. IPv6

• Masowe przydzielanie IP: Wraz z pojawieniem się protokołu IPv6 i jego praktycznie nieograniczonej przestrzeni adresowej, dostawcy usług internetowych mogą przypisywać unikalne adresy IPv6 bezpośrednio do wszystkich swoich urządzeń klienckich, eliminując potrzebę stosowania NAT. Przypisywanie może być statyczne lub dynamiczne, podobnie jak w przypadku protokołu IPv4, ale w razie potrzeby z możliwością przypisania wielu adresów do każdego urządzenia.

Każda z tych metod ma swoje zalety i wady, a wybór jednej z nich zależy od konkretnych potrzeb sieci, polityki dostawcy usług internetowych i ograniczeń technicznych.