Внешний адрес совершенно необязательно один. Обычно у крупных ISP, условно, десятки тысяч клиентов выходят в интернет через сотню внешних адресов - иначе любой любитель посканировать порты или подудосить блокировал бы работу всем остальным.
Каким образом выбирается внешний адрес для конкретного подключения, неизвестно - методы у каждого провайдера свои. Это может быть сочетание внутреннего адреса и адреса назначения, порта источника, протокола и так далее.