как провайдер предоставляет общедоступный IP-адрес, откуда они получили общедоступный IP-адрес?
Точно так же, как вы делаете это внутри, но с общедоступными IP-адресами и BGP для других провайдеров ... Да, и некоторые действительно большие маршрутизаторы. За исключением того, что они должны зарегистрировать свои IP-адреса в местных реестрах IANA или у другого провайдера, известного как LIR (локальный интернет-реестр).