网络中，动态主机配置协议(DHCP) 扮演着至关重要的角色，它负责管理设备所获得的IP地址，从而确保设备能够与互联网进行有效通信。 一般情况下，IP地址的分配是自动完成的。然而，如果您需要固定的IP地址，就必须深入了解DHCP的工作原理。
DHCP 如何管理IP地址的分配
每个接入网络的设备都需要一个独特的IP地址。在早期的网络环境中，用户需要手动为每个设备配置IP地址，这是一项既繁琐又耗时的工作，尤其是在拥有大量设备的场所，比如公司办公室。DHCP 的出现，部分实现了这一过程的自动化，大大简化了设备接入网络的流程。DHCP服务器或路由器根据预先设定的规则执行IP地址分配。例如，大多数路由器都预设使用192.168.0.x 的IP地址范围，因此在家庭网络中经常能看到这一类型的地址。
IP地址分配的过程相对简单。当客户端设备（如电脑、物联网设备、平板电脑或手机）连接到网络时，它会向DHCP服务器（通常是路由器）发送一个信号，称为DHCPDISCOVER。作为回应，DHCP服务器会发送一个包含网络所有规则、设置以及可供使用的IP地址的消息（DHCPOFFER）。客户端收到信息后，会确认并请求使用所分配的地址（通过DHCPREQUEST消息）。最终，DHCP服务器会确认该请求，客户端设备便可以顺利接入网络。
DHCP 控制 IP 地址范围
您可以对DHCP进行配置，从而限定可用的IP地址范围。例如，如果您将范围设定为从192.168.0.1开始，到192.168.0.100结束，那么所有可分配的地址都将落在这个范围之内。任何设备都不会被分配到诸如192.168.0.101 这样的地址。需要注意的是，起始IP地址（在本例中是192.168.0.1）通常会预留给路由器使用。部分路由器只提供一个起始地址，并附带一个最大用户数选项，这个选项决定了结束地址。这样做的好处是可以有效地控制同时接入网络的设备数量（在上述例子中，最多不超过100台）。然而，如果IP地址范围设置得过小，可能会意外地阻止新设备的接入。为了更好地管理IP地址，DHCP服务器会以“租约”的形式将IP地址分配给设备。
动态分配的 IP 地址具有临时性
DHCP 服务器在分配 IP 地址时，采用的是租约制度。设备在一段时间内（通常是若干天）持有该 IP 地址，之后，它可以尝试更新这个 IP 地址。如果没有发送更新信号（例如，设备被停用），DHCP 服务器会收回该 IP 地址，以便分配给其他设备。一旦检测到更新信号，设备将继续保留该 IP 地址。这就是为什么如果您经常使用 ipconfig 命令，您可能会发现 IP 地址会不时发生变化的原因。
两个设备有时可能会使用同一个 IP 地址，比如一台长时间处于离线状态的虚拟机。该虚拟机无法发送更新信号，因此它的 IP 地址会被重新分配给其他设备。当虚拟机再次启动时，它仍然保留着之前的 IP 地址记录（尤其是在从快照恢复的情况下），但是由于该 IP 地址已经被占用，它将无法使用。在重新分配新的 IP 地址之前，虚拟机将无法连接到网络。采用动态 IP 地址分配机制，可以有效地避免此类问题。
部分设备需要静态 IP 地址
对于网络打印机或媒体服务器（例如，NAS 设备或 Plex 服务器）等设备，IP 地址的频繁变动可能会带来不便。尽管 IP 地址续租机制可以减少这种情况的发生，但 IP 地址仍然有可能发生变化。如果路由器因为停电或故障排除而重启，所有动态分配的 IP 地址都可能会被重新分配。在这些情况下，手动配置静态 IP 地址可以解决问题。
静态 IP 地址的配置过程因路由器型号而异，即使是同一制造商的产品，Web 界面也可能存在差异。在某些路由器上，例如 Eero Mesh Router 套件，静态 IP 地址可能以 “IP 预留” 的形式出现。不过，静态 IP 地址仍需符合已设定的 IP 地址范围规则。使用设备当前的 IP 地址作为设置静态 IP 的基础通常是最便捷的方法。根据设备及其操作系统的不同，静态 IP 地址可以在设备端设置，而无需通过路由器或 DHCP 服务器进行配置。如果路由器本身不支持静态 IP 地址，则这种方式是必要的。