¿Cómo cada computadora en el mundo tiene una dirección IP única?

Además de lo que otros dijeron sobre que hay más de 4 mil millones de direcciones IPv4 posibles y el uso generalizado de NAT con espacio de direcciones privadas (ref RFC 1918), hay un punto más que puede llegar al meollo de su pregunta. Todo el espacio de direcciones IPv4 (e IPv6) es administrado por un organismo central, la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA, en este enlace: Autoridad de Números Asignados de Internet). IANA es responsable de garantizar que las direcciones IP se asignen de manera única, y lo hace delegando grandes bloques de direcciones por regiones globales a organizaciones de registro de segundo nivel como ARIN (para América del Norte), APNIC (Asia-Pacífico) y RIPE (Europa y Medio Oriente) [ver: Recursos numéricos]. Estos registros a su vez asignan bloques de direcciones a grandes proveedores de servicios de Internet (que pueden asignar más a los ISP posteriores más pequeños) y organizaciones más grandes en los espacios comerciales y gubernamentales. Por cierto, se cree que todos los bloques de IPv4 ahora se han asignado, lo que ha creado una presión adicional para pasar a IPv6 con su espacio de direcciones mucho más grande.

Entonces, debido a esta asignación delegada, no sería posible que a una organización se le asignen direcciones IP que ya fueron asignadas a otra persona.

En general: no lo hacen.

De hecho, muchas computadoras usan exactamente la misma dirección IP. Hacemos esto mediante el uso de IP internas no enrutables dentro de muchas redes. El bloque 10.xxx, el bloque 172.16.xx y los bloques 192.168.xx se utilizan para IP internas. Las computadoras que usan estas IP apuntarán a un enrutador que tiene una única dirección IP enrutable. Hay muy probablemente decenas de miles de enrutadores domésticos implementados actualmente con una dirección interna de 192.168.0.1. En muchos de esos hogares, por defecto, la primera computadora en la red doméstica probablemente tenga una dirección IP de 192.168.0.100.

La premisa de su pregunta es incorrecta.

Como otros han dicho, el uso de NAT (traducción de direcciones de red), especialmente con direcciones IP privadas significa que hay muchas computadoras en diferentes redes que usan la misma dirección IP. Además del caso SOHO (Small Office Home Office), los sitios que proporcionan servicios 24 × 7 muy utilizados desde una dirección IP (como Facebook y supongo que Quora) tendrán múltiples computadoras que brindan el servicio, cada una con su propia dirección IP privada, detrás de un equilibrador de carga usando NAT para seleccionar un servidor para cualquier interacción particular con un servicio. El equilibrador de carga en sí mismo probablemente se implementa como un conjunto redundante de dispositivos, de modo que un repuesto puede hacerse cargo si el activo falla o deja de responder. Más recientemente, el equilibrio de carga se ha implementado dentro de los enrutadores de red para que el equilibrio tenga en cuenta más información sobre las topologías de red y aproveche las redundancias ya integradas en las redes.

También es posible que una computadora tenga varias direcciones IP, y esta solución se utilizó para admitir sitios web HTTPS para navegadores que no admitían SNI (Indicación de nombre del servidor).

NAT
Internet se está expandiendo a un ritmo exponencial. A medida que aumenta la cantidad de información y recursos, se está convirtiendo en un requisito incluso para las empresas y hogares más pequeños para conectarse a Internet. La traducción de direcciones de red (NAT) es un método para conectar varias computadoras a Internet (o cualquier otra red IP) usando una dirección IP. Esto permite a los usuarios domésticos y las pequeñas empresas conectar su red a Internet de manera económica y eficiente.
El ímpetu hacia el uso creciente de NAT proviene de una serie de factores:

• Una escasez mundial de direcciones IP
• Necesidades de seguridad
• Facilidad y flexibilidad de la administración de la red.

Ellos no!
Cada computadora o dispositivo conectado a Internet no tiene una dirección IP única.
Hoy en día hay más de 10 mil millones de dispositivos conectados a Internet, sin embargo, el espacio de direcciones IPv4 es de solo 4,2 mil millones de direcciones (porque es un número de 32 bits, por lo que 2 ^ 32 direcciones).

Entonces, ¿cómo funciona? Mecanismos como NAT44 (NAT): NAT normal (traducción de direcciones de red) y NAT444 / CGN (NAT de nivel de operador), ¡que es enorme! a gran escala … permita que varios dispositivos utilicen la misma dirección IP para comunicarse en Internet. No entraré en los horribles detalles técnicos aquí, pero nos han ayudado a ahorrar una enorme cantidad de espacio de direcciones IPv4.
De hecho, cada teléfono móvil de Internet funciona a través de CGN, verá la IP de su móvil como 100.xxx porque es un rango especial de direcciones IP reservado para servidores CGN.

Solo una de las respuestas hasta ahora intenta responder la pregunta correctamente (la respuesta de Kiran Vemuri). Sin embargo, incluso esta respuesta deja cierta información sin revelar, aunque para mejorar la comprensión de la respuesta.

Las otras 5 respuestas básicamente dicen que la presunción de la persona que hace la pregunta es incorrecta y arroja más términos técnicos sin dejar la pregunta original sin responder.

Aquí hay un buen enlace del sitio web HowStuffWorks, que cuenta toda la historia de una manera realmente fácil de entender.

Cómo funciona la traducción de direcciones de red

La respuesta, por supuesto, es que no lo hacen, y aquí es donde viene NAT, y donde entran las direcciones IP públicas y privadas. NAT es un tema que puede causar confusión incluso entre profesionales de TI experimentados, pero aquí hay un video que recomiendo que explique tan claramente como he visto

Por cierto, este no es mi video, ni conozco al propietario.

Una dirección IP puede ser utilizada por varias computadoras.