Việc gán IP công cộng có thể được thực hiện theo hai cách, cách thứ nhất là phân đoạn nhóm IP công cộng với mục đích định tuyến /30 phân đoạn để gán IP công cộng được định tuyến cho máy khách, cách thứ hai là tạo chuyển tiếp cổng, điều này sẽ cho phép người dùng nhận được IP công cộng, tuy nhiên, đó sẽ không phải là IP công cộng mà khách hàng có thể quản lý vì nó sẽ không bao giờ được nhận trên bộ định tuyến của khách hàng.

Việc chỉ định địa chỉ IP công cộng cho máy khách được thực hiện thông qua một số phương pháp và có thể khác nhau tùy thuộc vào quy mô của mạng, Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và chính sách quản lý địa chỉ IP. Dưới đây là tổng quan về cách chỉ định IP công cộng:

1. Phân bổ tĩnh

• Trực tiếp từ ISP: Trong môi trường dân cư hoặc doanh nghiệp nhỏ, ISP có thể chỉ định một hoặc nhiều địa chỉ IP công cộng tĩnh cho thuê bao. Các địa chỉ này không thay đổi trừ khi mạng của ISP được cấu hình lại hoặc khách hàng yêu cầu thay đổi. Việc chỉ định được thực hiện thủ công và khách hàng định cấu hình địa chỉ IP tĩnh trên thiết bị của họ (bộ định tuyến, tường lửa) theo hướng dẫn của ISP.
• Trong môi trường doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu: Các công ty hoặc tổ chức yêu cầu nhiều địa chỉ IP công cộng có thể nhận được một khối địa chỉ (ví dụ: /29, /28, v.v.) mà họ quản lý nội bộ, chỉ định địa chỉ cụ thể cho máy chủ, thiết bị mạng hoặc các dịch vụ khác cần khả năng truy cập từ ngoài.

2. Phân bổ động

• DHCP (Giao thức cấu hình máy chủ động): Đối với các ISP cung cấp kết nối động, DHCP được sử dụng để tự động gán địa chỉ IP công cộng cho máy khách. Khi một thiết bị kết nối với mạng của ISP, nó sẽ đưa ra yêu cầu DHCP và máy chủ DHCP của ISP sẽ gán cho nó một IP công cộng từ nhóm địa chỉ khả dụng của nó. Địa chỉ này có thể thay đổi theo thời gian, đặc biệt nếu thiết bị bị ngắt kết nối và kết nối lại sau một khoảng thời gian nhất định.

3. NAT (Dịch địa chỉ mạng)

• IP duy nhất cho nhiều khách hàng: Với tình trạng thiếu địa chỉ IPv4, ISP sử dụng NAT để cho phép nhiều khách hàng chia sẻ một địa chỉ IP công cộng. Trong trường hợp này, khách hàng nhận được địa chỉ IP riêng trên thiết bị của họ và ISP sử dụng thiết bị NAT trên mạng của mình để dịch các địa chỉ riêng này sang địa chỉ công cộng khi họ truy cập Internet. Điều này là phổ biến trong môi trường dân cư.

4. CGNAT (NAT cấp nhà cung cấp dịch vụ)

• NAT quy mô lớn: Tương tự như NAT truyền thống, nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều. CGNAT được các ISP sử dụng để gán cùng một địa chỉ IP công cộng cho hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn khách hàng cùng lúc, sử dụng các cổng cụ thể để phân biệt lưu lượng truy cập của từng khách hàng. Điều này giúp giảm bớt tình trạng thiếu địa chỉ IPv4 nhưng có thể gây ra sự cố với một số loại kết nối đến hoặc dịch vụ yêu cầu ánh xạ cổng.

5. IPv6

• Phân bổ IP hàng loạt: Với sự ra đời của IPv6 và không gian địa chỉ hầu như không giới hạn của nó, các ISP có thể chỉ định trực tiếp các địa chỉ IPv6 duy nhất cho tất cả các thiết bị khách của họ, loại bỏ nhu cầu về NAT. Việc gán có thể ở dạng tĩnh hoặc động, tương tự như IPv4, nhưng có tính linh hoạt để gán nhiều địa chỉ cho mỗi thiết bị nếu cần.

Mỗi phương pháp này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng và việc lựa chọn phương pháp này hay phương pháp kia tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của mạng, chính sách của ISP và các hạn chế kỹ thuật.