靜態 IP 與動態 IP：有何區別？
已發表: 2023-06-05
動態 IP 地址是自動設置的，但每次計算機啟動時都可能更改。 靜態 IP 地址需要手動配置，但總是在重啟後仍然存在。 這個比那個好嗎？
什麼是 IP 地址？
IP 版本 4 和 IP 版本 6
內部 IP 地址
什麼是動態 IP 地址？
動態 IP 地址可以更改
外部 IP 地址
什麼是靜態 IP 地址？
靜態與動態 IP 尋址
如何設置內部靜態 IP 地址
如何獲取外部靜態 IP 地址
通常，動態就是您所需要的
什麼是 IP 地址？
IP 地址是標識網絡上每個設備的數字標籤。 網絡協議使用每個設備的地址向它們傳送網絡流量。 最常用的網絡協議是 TCP/IP（傳輸控制協議/互聯網協議）。 “IP地址”中的“IP”即由此而來。
每個 IP 地址都必須是唯一的。 當兩個設備通過網絡通信時，數據由一個設備傳輸並由另一個設備接收。 在正在進行的雙向“對話”中，只要它們需要通信，就會在兩個設備之間來回重複。
數據被分解成可管理的塊，稱為數據包，它們作為短傳輸序列發送。 每個數據包都標有元數據。 元數據包含數據包的大小、傳輸中的數據包總數以及序列中數據包的數量等信息。
這允許在接收到數據時重建數據，並允許識別丟失的數據包。
當然，每個數據包都需要標有目標設備的 IP 地址，以便網絡交換機和路由器知道將它們發送到哪裡。 發送設備的 IP 地址也包括在內，以便接收設備知道要回复誰，或請求重新發送丟失的數據包。
IP 版本 4 和 IP 版本 6
目前有兩種 IP 標准在使用。 一個是較舊且更為常見的 IP 版本 4 或 IPv4，另一個是較新的 IP 版本 6 或 IPv6。
IPv6 旨在解決全球 IPv4 地址用盡的問題。 隨著連接設備數量的增加，可用 IPv4 地址池會減少。 IPv6 標準將可能地址的數量提高了一個巨大的數量級。
IPv4 地址使用 32 位來描述整個地址，為四個數字中的每一個分配 8 位，範圍從 0 到 255。IPv4 IP 地址如下所示：
192.168.1.24
IPv6 地址使用 128 位來描述地址，將 16 位分配給范圍從 0x0 到 0xFFFF (65535) 的 8 個十六進制數中的每一個。 完整的 IPv6 地址如下所示：
fe80:0e85:0000:0000:0000:12a4:04e0:ff33
可以在刪除前導零的情況下寫入 IPv6 地址。
fe80:e85:0:0:0:12a4:4e0:ff33
每個地址一次，可以省略一系列連續的零。
fe80:e85::12a4:4e0:ff33
IPv4 仍然是最常用的格式。
內部 IP 地址
每個聯網設備，無論是使用有線連接還是 Wi-Fi，都有一個 IP 地址。 因為它們用於將網絡流量定向到正確的接收設備，所以它們在自己的網絡中必須是唯一的。 兩個（或更多）具有相同 IP 地址的設備將導致傳輸失敗和丟失數據包的問題。
內部 IP 地址用於識別設備和路由本地網絡中的網絡流量。 它們對其他外部網絡（如 Internet）中的計算機不可見。
當私有本地網絡上的計算機想要連接到遠程計算機（例如 Web 服務器）時，它會將連接請求發送到本地路由器。 路由器代表本地計算機通過 Internet 進行通信。 它代理具有私有內部 IP 地址的本地計算機與遠程服務器之間的雙向通信。
什麼是動態 IP 地址？
動態 IP 地址是由路由器自動分配給設備的地址。 計算機和筆記本電腦在製造時並未內置 IP 地址。 當他們連接到網絡時，需要給他們一個 IP 地址。 在大型網絡上，這是一項乏味的任務。 某些網絡硬件（例如路由器）的默認 IP 地址為 192.168.1.1，因此它們與典型的專用網絡設置相匹配，但如果它們與您的網絡不匹配，則可以更改這些設置。
然而，燒入每個網絡設備的是 MAC（媒體訪問控制）地址。 MAC 地址在全球範圍內是唯一的。
網絡路由器維護 MAC 地址和 IP 地址的列表。 他們查找每個數據包的目標 IP 地址，找到 MAC 地址，然後將數據包發送到該硬件。
動態IP 尋址無需手動為每個設備配置 IP 地址，而是自動管理為網絡設備分配 IP 地址的過程。 DHCP（動態主機配置協議）使這種自動化成為可能。
在啟用 DHCP 的網絡中，加入網絡的設備會在網絡上發出DHCPDISCOVER信號。 DHCP 服務器（在家庭網絡中通常位於您的路由器內部）以DHCPOFFER消息響應。 這提供了設備可以使用的 IP 地址，以及有關網絡的其他信息。
如果設備想要使用該 IP 地址，它會向 DHCP 服務器發送DHCPREQUEST信號。 DHCP 服務器以DHCPACK信號響應，驗證 IP 地址和設備應使用的其他設置。
動態 IP 地址可以更改
通過這種方式，設備會自動獲得一個 IP 地址以及連接到網絡並通過網絡進行通信所需的所有信息。 但是，它只能獲取租約中的 IP 地址。 它不是永久分配給它的。 如果設備想保留 IP 地址，它必須週期性地請求續租。 租期是DHCPOFFER消息中包含的信息的一部分。
通常，設備重新分配相同的 IP 地址是沒有問題的。 但是，如果設備關閉並且無法在租約到期之前發出租約續訂請求（對於家庭網絡，租約期限通常設置為 12 小時），則 IP 地址可以自由分配給不同的設備。 之前使用該 IP 地址的設備在重新啟動時會獲得不同的 IP 地址。
我們可以使用帶有-v （詳細）選項的dhclient命令來查看 Linux 計算機和 DHCP 服務器之間的一些通信。
sudo dhclient -v
我們被告知計算機正在偵聽和發送的 MAC 地址，我們可以看到DHCPREQUEST和DHCPACK消息。
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外部 IP 地址
連接到 Internet 的網絡具有由其 ISP（Internet 服務提供商）分配給它們的 IP 地址，稱為外部 IP 地址。 這是網絡向 Internet 顯示的 IP 地址，因此也稱為公共 IP 地址。
因為您的路由器充當您的專用網絡和互聯網之間的橋樑，它需要一個內部 IP 地址以便您網絡上的設備可以訪問它，還需要一個外部 IP 地址以便它可以與您的 ISP 設備通信。 您所有的互聯網流量都通過這個外部 IP 地址。
您的內部 IP 地址可能以 10、172 或 192 開頭。外部 IP 地址可以（實際上）使用所有其他值。
互聯網的 DNS（域名服務）與您的專用網絡中的 DHCP 列表的功能大致相似，將域名和 URL 轉換為 IP 地址，將互聯網流量引導至正確的（外部）IP 地址。
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什麼是靜態 IP 地址？
靜態 IP 地址是永不更改且不受 DHCP 等工具影響的 IP 地址。 具有靜態 IP 尋址的設備無論重新啟動的頻率如何或離線多長時間都會保留其 IP 地址。
靜態與動態 IP 尋址
使用 DHCP 自動分配 IP 地址顯然很方便。 DHCP 的缺點是 IP 地址的租用。 您不能保證計算機（或任何其他網絡設備）在離線後重新啟動時會獲得相同的 IP 地址。
大多數時候，這無關緊要。 只要您的設備已連接並在網絡上運行，並且可以訪問 Internet，這通常就是我們所需要的。 但有時您的應用程序需要在計算機或 NAS（網絡附加存儲）或媒體中心等設備之間進行通信，這些設備最適合使用固定的靜態IP 地址。
網絡混合使用 DHCP 和靜態 IP 尋址是完全可以接受的，而且很常見。 DHCP 用於簡化大多數設備的 IP 地址分配，靜態 IP 尋址用於特殊情況。
如何設置內部靜態 IP 地址
在 Ubuntu 中設置靜態 IP 地址非常簡單。 第一步是確保您選擇和配置的 IP 地址尚未被其他設備使用。 您可以使用ping命令來檢查。
選擇 IP 地址後，您可以使用ncmli con add命令添加連接，並使用nmcli con mod命令將其設置為靜態 IP 地址。 我們提供了詳細的分步教程，可引導您完成整個過程。 如果您不想使用命令行，它也涵蓋了 GUI 方法。
您也可以在 Windows 10 和 11 計算機上使用靜態 IP 地址，當然我們已經為您提供了這方面的指導。
如果您使用 Docker 等容器，則可以為容器化計算機分配靜態 IP 地址。
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如何獲取外部靜態 IP 地址
如果沒有靜態外部 IP 地址，您的路由器的外部 IP 地址在重新啟動時可能會發生變化。 在幾乎所有情況下，這真的無關緊要。 但是，如果您有在外出時需要訪問的自託管服務，則必須使用外部靜態 IP 地址。
您的外部 IP 地址由您的 ISP 提供，他們是唯一可以更改其設置的人。 只需支付少量額外費用，您的 ISP 就可以為您分配一個外部靜態 IP 地址。
您可以使用外部靜態 IP 地址遠程訪問您的路由器及其背後的專用網絡，因為您始終知道您的外部 IP 地址是什麼。 域名更容易記住並與他人分享。 您可以購買一個域名並將其指向您的外部靜態 IP 地址。
獲得相同效果的另一種方法是使用 DDNS（動態域名系統）路由。 通過此設置，您可以將路由器配置為在每次啟動或獲取新的外部 IP 地址時聯繫您的 DDNS 提供商。
DDNS 提供商更新您域的域名條目，使其指向新的外部 IP 地址。 進入您域名的所有連接請求都將路由到您當前的外部 IP 地址。
通常，動態就是您所需要的
除非您有特殊情況，否則動態內部和外部 IP 地址就足夠了。 只要您的設備有唯一的地址——並且 DHCP 會為您處理——您就沒有什麼可擔心的。
如果您需要保證本地網絡上的計算機或其他設備始終具有相同的 IP 地址，請為其配置內部靜態 IP 地址。
如果您需要能夠遠程訪問您的網絡，請向您的 ISP 付費以獲得外部靜態 IP 地址，或者使用 DDNS 服務。
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