1. 图文详解：插上网线后，你的 IP 地址是怎么 "入职" 的？

大家好，今天牛哥给大家分享计算机网络里的一个知识点 — IP地址与网络接入。

互联网就像一座巨型写字楼，里面的每间办公室 — 不管是网站还是服务器，都有独一无二的门牌号，这就是 IP 地址。

没有 IP 地址的设备（电脑、手机），就像没带助理的员工，连写字楼大门都进不去。

这就是为什么刚插上网线时，设备会着急找 IP 地址。接下来，我们就一步步看看，你的IP 地址是如何通过设备的招募，开启这场 “入职” 之旅的。

第一站：设备发出"助理"岗位招募

设备刚插上网线，第一件事就是在整个局域网里喊话。这个局域网可以理解成公司楼层，它喊的内容相当于一份助理岗位招募：

“有没有 IP 地址助理能帮我对接数据？有的话麻烦联系我！”

这种喊话在技术上叫DHCP Discover 报文。它会把消息发给一个特殊地址 — 255.255.255.255，也就是局域网的广播地址，确保同一楼层里的 DHCP 服务器都能听见。而且，喊话里还会附上设备的身份证号，也就是MAC 地址。就像简历里的联系方式一样，能证明这个设备的身份是唯一的。喊话流程如图所示：

这整个喊话求 IP 的过程，其实就是我们常说的动态 IP获取流程。不过，如果设备提前手动设置了 静态 IP，情况就不一样了。这相当于直接给设备内推了一位固定的 IP 地址助理，自然也就不用走动态 IP 那种招募、等回应的投简历流程了。

但要注意，内推不是只填个 IP 地址就行，得手动把助理的全套信息都填完整，包括 IP 地址、子网掩码和网关，少一个都没法正常工作。

更关键的是，静态 IP 是终身绑定的 — 只要设备不修改配置，就会一直使用这个 IP，也正因此，静态 IP 适合打印机、监控摄像头这类需要长期稳定联网的固定设备。而动态 IP 则是由 DHCP 服务器动态分配、到期后可能被回收或更换，更适合普通电脑、手机这类灵活的移动设备。

设备的招募已经发出，接下来自然该轮到负责招聘的 DHCP 服务器登场，看看它会如何筛选并回复这份招募。

第二站：职场中介 DHCP "筛简历"

设备自己不会找 IP 地址，得靠职场中介，也就是 DHCP 服务器。在家用场景里，路由器通常就兼任这个角色。它像公司的 HR，提前储备了一批待业的 IP 地址存在IP 地址池里，专门帮设备匹配合适的助理。

局域网里的 DHCP 服务器一听到设备的喊话，立刻就行动起来：

从 IP 地址池里挑一个没被占用的 IP，比如 192.168.1.10，整理成一份简历发给设备。

这份简历在技术上叫 DHCP Offer 报文，里面除了 IP 地址这个候选人姓名，还附带了详细的能力说明，告诉设备这位助理具备哪些工作能力：

• 子网掩码：比如 255.255.255.0，它的作用就像明确助理的工作范围 — 哪些 IP 是同一楼层的同事，也就是局域网内设备，可以直接对接；哪些 IP 是其他楼层的外部对接方，无法直接对接，得找默认网关帮忙。

• 默认 网关：通常是路由器地址，比如 192.168.1.1，它能指定设备与外部对接方通信的出门路线。如果设备想对接互联网 — 也就是访问其他写字楼里的网站、服务器，不能直接发送数据，必须先把数据交给默认网关这个楼层大门，再由它转发到外部网络。

• DNS 服务器地址：比如 114.114.114.114，相当于自带翻译工具，能把百度、微信这类公司简称，也就是网址，翻译成具体的 IP 门牌号；

• 租约期限：DHCP 分配的 IP 地址的试用期。家庭网络一般给 8 天，企业可自定义，到期得续签才能继续留用。

要是局域网里有多个 DHCP 服务器，比如公司里既有专用服务器，又有带 DHCP 功能的路由器，设备就会收到好几份这样的简历，接下来该轮到它挑候选人了。

设备面对多份简历，会如何确定自己心仪的 IP 地址助理呢？我们接着往下看。

第三站：设备确认心仪的 IP地址 "人选"

设备选助理的逻辑特别实在：谁先发来IP地址简历，它就选谁。确定好之后，设备会马上给选中的 DHCP 服务器回消息：

"我决定要这个 IP 地址助理了！"

有意思的是，这条确认消息在技术上叫 DHCP Request 报文，它不光发给选中的服务器，还会抄送给其他发过简历的 DHCP 服务器，相当于说："谢谢你们的简历，我已经选了别家啦～"

这样一来，其他服务器就能把之前为它预留的 IP 放回地址池，留给其他需要的设备用，避免浪费。这一站，设备已经明确了助理人选，接下来就到了 IP 地址助理正式入职的环节。

第四站：IP 地址正式入职

收到确认消息的 DHCP 服务器，会立刻给设备发一份录用成功邮件。这种通知书在技术上叫 DHCP ACK 报文，内容就像在说："IP 地址助理已经通过审核，从现在开始上岗工作！"

到这儿，设备就算成功拿到 IP 地址了，这就好比 IP 地址这位助理正式上岗。不过上岗前得先分清，设备拿到的 IP 分两种：

• 私有 IP：局域网内使用的 IP 地址，比如常见的 192.168 开头的地址，它就像楼层内部工牌，只能在局域网这个楼层工作，没法直接对接整个互联网写字楼；

• 公网 IP：互联网中唯一的 IP 地址，相当于写字楼通用工牌，能在整个互联网里自由通信。

要是设备拿到的是私有 IP，想访问互联网的话，得靠路由器的NAT 技术帮忙 — 把楼层工牌换成写字楼工牌，才能顺利连接外部网络。

等 IP 助理做好准备，就能帮设备处理各种数据对接的活儿了：

打开浏览器输入百度时，它会把这种好记的网站昵称翻译成对应的 IP 地址，帮设备精准找到百度的服务器；发微信消息时，它又会提前规划好数据传输的路线，把消息稳稳送到对方设备手里，全程不用设备自己操心。

不过要注意，IP 地址这个助理可不是终身在岗的。等试用期快到期时，设备会主动找 DHCP 服务器续签，继续用这个 IP。这里的试用期，指的就是之前提到的 IP 租约。

既然 IP 地址助理有试用期，下一章我们就来详细聊聊 — 它的整个职业生涯会包括哪些阶段。

IP 地址 "助理" 的职业生涯

IP 地址这个助理，不会一直固定跟着某个设备，它的职业生涯其实分三个阶段，就像一份有期限的工作合同：

阶段一：请求路由

设备通过 DHCP 四步流程，帮 IP 助理成功上岗，从这时起，IP 的租约就开始计时了。

阶段二：续约期

等租约过了一半，比如 8 天的试用期过了 4 天，设备会主动找 DHCP 服务器谈续签。如果服务器同意，就会重置租约时间；要是不同意，设备会等到租约还剩 12.5%，比如 8 天租期还剩 1 天时，再试一次续约。

阶段三：离职期

要是两次续约都失败，或者设备主动断网，IP 助理就会主动离职：设备会发送 DHCP Release 报文，把 IP 还给 DHCP 服务器。这个 IP 回到地址池后，就进入待业状态，等着下一个设备来发出入职邀请。

这种循环机制特别重要，核心原因是 IPv4 地址的数量有限。我们常用的 IPv4 地址是 32 位的，比如 192.168.1.1，就像稀缺人才，必须通过循环使用才能满足更多设备的需求；而 IPv6 地址是 128 位的，数量多到能给地球上每粒沙子都分配一个，彻底解决了地址不够用的问题，未来会慢慢成为主流。

了解了 IP 地址助理的正常职业生涯，我们再回头看看，设备在找助理的招募过程中，可能会遇到哪些意外状况。

招募过程中的 "意外状况"

设备找 IP地址助理的过程从来不是一帆风顺的，难免会遇到各种小插曲。这些意外可能让招募卡壳，甚至影响设备正常联网，下面就来看看最常见的两种情况。

状况1 ：设备招募不到 IP 地址 "助理" — 无法获取 IP 地址

设备发出了助理招募需求，却一直没等到 IP 地址助理，屏幕上就会显示未识别的网络。这种情况通常有三个原因：

• HR 没上班

也就是 DHCP 服务器出了故障，或者根本没开启。比如家里的路由器坏了，又或者路由器里的 DHCP 功能被关掉了，自然没法处理设备的需求。

• 招募需求没送到

可能是网线没插紧、松动了，也可能是 WiFi 信号太弱，导致设备发出去的助理招募需求根本传不到 DHCP 服务器那里。

• 待业助理用完了

意思是 DHCP 服务器的 IP 地址池里，所有可用的 IP 都被占用了。比如家里同时连了十几台设备，每个都占了一个 IP，新设备就没名额了。

解决办法其实很简单：

• 先试试重启路由器，相当于唤醒 HR；

• 再检查下网线有没有插好，确保简历能顺利送达；

• 如果是 IP 都被占用了，还可以打开命令提示符，先输入 ipconfig /release清空之前的申请记录，再输入ipconfig /renew 重新发一次简历，大概率就能解决。

状况2： 两个设备抢一个 IP 地址 "助理" — IP 地址冲突

除了等不到IP地址助理，还有一种更棘手的情况：

好不容易拿到了 IP 地址助理，却发现另有设备也在用同一个。两台设备用了同一个 IP 地址，就跟两个员工抢同一个助理一样，数据很容易送错门。比如你明明发自己的消息，结果传到了家人的电脑上，到最后两台设备都没法正常上网。

这种冲突通常有三个原因，对应解决办法也很清晰：

1.两台设备被设置了一样的静态  IP

要是有人手动给两台设备填了相同的静态 IP，如图所示：

按这几步处理就行：

• 先在电脑打开命令提示符，输入 ipconfig /all，查看本机的 IP 和 MAC 地址 — 这俩相当于设备的身份证，能帮我们定位问题。

• 再输入 arp -a，找到那个被重复用的 IP 对应的两个身份证，这样就能确定另一台冲突的设备是谁。

• 找到后，要么进入它的网络设置，手动改成一个没被占用的静态 IP（可以从路由器的 DHCP 客户端列表看哪些地址空闲，记得把子网掩码、网关也填对）；

• 要是这台设备不需要固定地址，直接改成自动获取 IP，再用 ipconfig /release释放旧地址、ipconfig /renew重新要个新的，冲突就解决了。

2. DHCP  服务器重复分配  IP

如果是 DHCP 服务器出故障，把同一个 IP 重复分给两台设备：

解决的重点是排查服务器状态：

• 家里用的话，直接重启路由器就行，相当于重启 HR 系统，让它重新整理 IP 地址池，给设备分配新的助理；

• 企业场景里，得检查 DHCP 服务器的配置，看看地址池是不是正常、租约设置合不合理，必要时重启服务器服务，就能恢复正常分配。

3.设备休眠后未释放旧  IP

要是设备休眠时没及时解雇旧 IP，重启后又跟别的设备抢：

解决办法很简单：

• 先重启两台冲突的设备，让它们重新向 DHCP 服务器申请新助理，大概率能拿到不同的 IP；

• 部分设备还支持在网络设置里开休眠时释放 IP 功能，开了之后设备休眠时会主动把 IP 还回去，从根源避免旧 IP 残留的问题。

结语

从设备发出招募到 IP 地址离职，这场入职之旅其实是网络连接的底层逻辑。我们每天刷网页、发视频，背后都是 IP 地址在当助理，帮设备找对方向、传对数据。下次插上网线时，不妨想想：此刻，有一个 IP 地址，正在帮你的设备规划工作路线。