大家好，今天牛哥給大家分享計算機網絡里的一個知識點 — IP地址與網絡接入。

互聯網就像一座巨型寫字樓，里面的每間 “辦公室”— 不管是網站還是服務器，都有獨一無二的門牌號，這就是 IP 地址。

沒有 IP 地址的設備（電腦、手機），就像沒帶 “助理” 的員工，連寫字樓大門都進不去。

這就是為什么剛插上網線時，設備會著急找 IP 地址。接下來，我們就一步步看看，你的IP 地址是如何通過設備的招募，開啟這場 “入職” 之旅的。

第一站：設備發出”助理“崗位招募

設備剛插上網線，第一件事就是在整個局域網里 “喊話”。這個局域網可以理解成 “公司樓層”，它喊的內容相當于一份 “助理崗位招募”：

“有沒有 IP 地址助理能幫我對接數據？有的話麻煩聯系我！”

這種 “喊話” 在技術上叫 DHCP Discover 報文。它會把消息發給一個特殊地址 — 255.255.255.255，也就是局域網的廣播地址，確保同一 “樓層” 里的 DHCP 服務器都能聽見。而且，“喊話” 里還會附上設備的 “身份證號”，也就是 MAC 地址。就像簡歷里的聯系方式一樣，能證明這個設備的身份是唯一的。喊話流程如圖所示：

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這整個 “喊話求 IP” 的過程，其實就是我們常說的動態 IP 獲取流程。不過，如果設備提前手動設置了 靜態 IP，情況就不一樣了。這相當于直接給設備 “內推” 了一位固定的 “IP 地址助理”，自然也就不用走動態 IP 那種 “招募、等回應” 的 “投簡歷” 流程了。

但要注意，“內推” 不是只填個 IP 地址就行，得手動把 “助理” 的全套信息都填完整，包括 IP 地址、子網掩碼和網關，少一個都沒法正常工作。

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更關鍵的是，靜態 IP 是 “終身綁定” 的 — 只要設備不修改配置，就會一直使用這個 IP，也正因此，靜態 IP 適合打印機、監控攝像頭這類需要長期穩定聯網的固定設備。而動態 IP 則是由 DHCP 服務器動態分配、到期后可能被回收或更換，更適合普通電腦、手機這類靈活的移動設備。

設備的 “招募” 已經發出，接下來自然該輪到負責 “招聘” 的 DHCP 服務器登場，看看它會如何篩選并回復這份招募。

第二站：職場中介 DHCP "篩簡歷"

設備自己不會找 IP 地址，得靠 “職場中介”，也就是 DHCP 服務器。在家用場景里，路由器通常就兼任這個角色。它像公司的 HR，提前儲備了一批 “待業的 IP 地址” 存在 IP 地址池里，專門幫設備匹配合適的 “助理”。

局域網里的 DHCP 服務器一聽到設備的 “喊話”，立刻就行動起來：

從 “IP 地址池” 里挑一個沒被占用的 IP，比如 192.168.1.10，整理成一份 “簡歷” 發給設備。

這份 “簡歷” 在技術上叫 DHCP Offer 報文，里面除了 IP 地址這個 “候選人姓名”，還附帶了詳細的 “能力說明”，告訴設備這位 “助理” 具備哪些工作能力：

• 子網掩碼：比如 255.255.255.0，它的作用就像明確 “助理的工作范圍” — 哪些 IP 是同一樓層的 “同事”，也就是局域網內設備，可以直接對接；哪些 IP 是其他樓層的 “外部對接方”，無法直接對接，得找默認網關幫忙。
• 默認網關：通常是路由器地址，比如 192.168.1.1，它能指定設備與 “外部對接方” 通信的 “出門路線”。如果設備想對接互聯網 — 也就是訪問其他 “寫字樓” 里的網站、服務器，不能直接發送數據，必須先把數據交給默認網關這個 “樓層大門”，再由它轉發到外部網絡。
• DNS 服務器地址：比如 114.114.114.114，相當于自帶 “翻譯工具”，能把 “百度”“微信” 這類 “公司簡稱”，也就是網址，翻譯成具體的 “IP 門牌號”；
• 租約期限：DHCP 分配的 IP 地址的 “試用期”。家庭網絡一般給 8 天，企業可自定義，到期得 “續簽” 才能繼續留用。

要是局域網里有多個 DHCP 服務器，比如公司里既有專用服務器，又有帶 DHCP 功能的路由器，設備就會收到好幾份這樣的 “簡歷”，接下來該輪到它 “挑候選人” 了。

設備面對多份 “簡歷”，會如何確定自己心儀的 IP 地址 “助理” 呢？我們接著往下看。

第三站：設備確認心儀的 IP地址 "人選"

設備選 “助理” 的邏輯特別實在：誰先發來IP地址 “簡歷”，它就選誰。確定好之后，設備會馬上給選中的 DHCP 服務器回消息：

“我決定要這個 IP 地址助理了！”

有意思的是，這條確認消息在技術上叫 DHCP Request 報文，它不光發給選中的服務器，還會 “抄送給” 其他發過 “簡歷” 的 DHCP 服務器，相當于說：

“謝謝你們的簡歷，我已經選了別家啦～” 

這樣一來，其他服務器就能把之前為它預留的 IP 放回 “地址池”，留給其他需要的設備用，避免浪費。這一站，設備已經明確了 “助理” 人選，接下來就到了 IP 地址 “助理” 正式入職的環節。

第四站：IP 地址正式入職

收到確認消息的 DHCP 服務器，會立刻給設備發一份 “錄用成功郵件”。這種通知書在技術上叫 DHCP ACK 報文，內容就像在說：

“IP 地址助理已經通過審核，從現在開始上崗工作！”

到這兒，設備就算成功拿到 IP 地址了，這就好比 IP 地址這位 “助理” 正式上崗。不過上崗前得先分清，設備拿到的 IP 分兩種：

• 私有 IP：局域網內使用的 IP 地址，比如常見的 192.168 開頭的地址，它就像 “樓層內部工牌”，只能在局域網這個 “樓層” 工作，沒法直接對接整個互聯網 “寫字樓”；
• 公網IP：互聯網中唯一的 IP 地址，相當于 “寫字樓通用工牌”，能在整個互聯網里自由通信。

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要是設備拿到的是私有 IP，想訪問互聯網的話，得靠路由器的NAT 技術幫忙 — 把 “樓層工牌” 換成 “寫字樓工牌”，才能順利連接外部網絡。

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等 IP “助理” 做好準備，就能幫設備處理各種數據對接的活兒了：

打開瀏覽器輸入 “百度” 時，它會把這種好記的 “網站昵稱” 翻譯成對應的 IP 地址，幫設備精準找到百度的服務器；發微信消息時，它又會提前規劃好數據傳輸的路線，把消息穩穩送到對方設備手里，全程不用設備自己操心。

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不過要注意，IP 地址這個 “助理” 可不是終身在崗的。等 “試用期” 快到期時，設備會主動找 DHCP 服務器 “續簽”，繼續用這個 IP。這里的 “試用期”，指的就是之前提到的 IP 租約。

既然 IP 地址 “助理” 有 “試用期”，下一章我們就來詳細聊聊 — 它的整個 “職業生涯” 會包括哪些階段。

IP 地址 "助理" 的職業生涯

IP 地址這個 “助理”，不會一直固定跟著某個設備，它的 “職業生涯” 其實分三個階段，就像一份有期限的工作合同：

 階段一：請求路由

設備通過 DHCP 四步流程，幫 IP “助理” 成功 “上崗”，從這時起，IP 的租約就開始計時了。

 階段二：續約期

等租約過了一半，比如 8 天的 “試用期” 過了 4 天，設備會主動找 DHCP 服務器 “談續簽”。如果服務器同意，就會重置租約時間；要是不同意，設備會等到租約還剩 12.5%，比如 8 天租期還剩 1 天時，再試一次續約。

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 階段三：離職期

要是兩次續約都失敗，或者設備主動斷網，IP “助理” 就會 “主動離職”：設備會發送 DHCP Release 報文，把 IP 還給 DHCP 服務器。這個 IP 回到 “地址池” 后，就進入 “待業狀態”，等著下一個設備來發出 “入職邀請”。

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這種 “循環機制” 特別重要，核心原因是 IPv4 地址的數量有限。我們常用的 IPv4 地址是 32 位的，比如 192.168.1.1，就像 “稀缺人才”，必須通過循環使用才能滿足更多設備的需求；而 IPv6 地址是 128 位的，數量多到能給地球上每粒沙子都分配一個，徹底解決了 “地址不夠用” 的問題，未來會慢慢成為主流。

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了解了 IP 地址 “助理” 的正常職業生涯，我們再回頭看看，設備在找 “助理” 的招募過程中，可能會遇到哪些意外狀況。

招募過程中的 "意外狀況"

設備找 IP地址 “助理” 的過程從來不是一帆風順的，難免會遇到各種小插曲。這些意外可能讓招募卡殼，甚至影響設備正常聯網，下面就來看看最常見的兩種情況。

 狀況1 ：設備招募不到 IP 地址 "助理" —  無法獲取 IP 地址

設備發出了 “助理招募需求”，卻一直沒等到 IP 地址助理，屏幕上就會顯示 “未識別的網絡”。這種情況通常有三個原因：

1. HR 沒上班也就是 DHCP 服務器出了故障，或者根本沒開啟。比如家里的路由器壞了，又或者路由器里的 DHCP 功能被關掉了，自然沒法處理設備的需求。
2. 招募需求沒送到可能是網線沒插緊、松動了，也可能是 WiFi 信號太弱，導致設備發出去的 “助理招募需求” 根本傳不到 DHCP 服務器那里。
3. 待業助理用完了意思是 DHCP 服務器的 IP 地址池里，所有可用的 IP 都被占用了。比如家里同時連了十幾臺設備，每個都占了一個 IP，新設備就沒名額了。

解決辦法其實很簡單：

• 先試試重啟路由器，相當于 “喚醒 HR”；
• 再檢查下網線有沒有插好，確保 “簡歷” 能順利送達；
• 如果是 IP 都被占用了，還可以打開命令提示符，先輸入 ipconfig /release 清空之前的申請記錄，再輸入 ipconfig /renew 重新發一次 “簡歷”，大概率就能解決。

 狀況2： 兩個設備搶一個 IP 地址 "助理" —   IP 地址沖突

除了等不到IP地址“助理”，還有一種更棘手的情況：

好不容易拿到了 IP 地址“助理”，卻發現另有設備也在用同一個。兩臺設備用了同一個 IP 地址，就跟兩個員工搶同一個助理一樣，數據很容易 “送錯門”。比如你明明發自己的消息，結果傳到了家人的電腦上，到最后兩臺設備都沒法正常上網。

這種沖突通常有三個原因，對應解決辦法也很清晰：

1.兩臺設備被設置了一樣的靜態 IP

要是有人手動給兩臺設備填了相同的靜態 IP，如圖所示：

按這幾步處理就行：

• 先在電腦打開命令提示符，輸入 ipconfig /all，查看本機的 IP 和 MAC 地址 — 這倆相當于設備的 “身份證”，能幫我們定位問題。
• 再輸入 arp -a，找到那個被重復用的 IP 對應的兩個 “身份證”，這樣就能確定另一臺沖突的設備是誰。
• 找到后，要么進入它的網絡設置，手動改成一個沒被占用的靜態 IP（可以從路由器的 DHCP 客戶端列表看哪些地址空閑，記得把子網掩碼、網關也填對）；
• 要是這臺設備不需要固定地址，直接改成 “自動獲取 IP”，再用 ipconfig /release 釋放舊地址、ipconfig /renew 重新要個新的，沖突就解決了。

2.DHCP 服務器重復分配 IP

如果是 DHCP 服務器出故障，把同一個 IP 重復分給兩臺設備：

解決的重點是排查服務器狀態：

• 家里用的話，直接重啟路由器就行，相當于 “重啟 HR 系統”，讓它重新整理 IP 地址池，給設備分配新的 “助理”；
• 企業場景里，得檢查 DHCP 服務器的配置，看看地址池是不是正常、租約設置合不合理，必要時重啟服務器服務，就能恢復正常分配。

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3.設備休眠后未釋放舊 IP

要是設備休眠時沒及時 “解雇” 舊 IP，重啟后又跟別的設備搶：

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解決辦法很簡單：

• 先重啟兩臺沖突的設備，讓它們重新向 DHCP 服務器 “申請新助理”，大概率能拿到不同的 IP；
• 部分設備還支持在網絡設置里開 “休眠時釋放 IP” 功能，開了之后設備休眠時會主動把 IP 還回去，從根源避免舊 IP 殘留的問題。

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結語

從設備 “發出招募” 到 IP 地址 “離職”，這場 “入職之旅” 其實是網絡連接的底層邏輯。我們每天刷網頁、發視頻，背后都是 IP 地址在當 “助理”，幫設備找對方向、傳對數據。下次插上網線時，不妨想想：此刻，有一個 IP 地址，正在幫你的設備規劃 “工作路線” 。