## 8.1 靜態IP地址
你買了一臺新電腦,插上網線,開機,這時電腦能夠上網嗎?

通常你必須做一些設置。有時,管理員(或者ISP)會告訴你下面四個參數,你把它們填入操作系統,計算機就能連上網了:
> * 本機的IP地址
> * 子網掩碼
> * 網關的IP地址
> * DNS的IP地址
下圖是Windows系統的設置窗口。

這四個參數缺一不可,后文會解釋為什么需要知道它們才能上網。由于它們是給定的,計算機每次開機,都會分到同樣的IP地址,所以這種情況被稱作"靜態IP地址上網"。
但是,這樣的設置很專業,普通用戶望而生畏,而且如果一臺電腦的IP地址保持不變,其他電腦就不能使用這個地址,不夠靈活。出于這兩個原因,大多數用戶使用"動態IP地址上網"。
## 8.2 動態IP地址
所謂"動態IP地址",指計算機開機后,會自動分配到一個IP地址,不用人為設定。它使用的協議叫做[DHCP協議](http://zh.wikipedia.org/zh/DHCP)。
這個協議規定,每一個子網絡中,有一臺計算機負責管理本網絡的所有IP地址,它叫做"DHCP服務器"。新的計算機加入網絡,必須向"DHCP服務器"發送一個"DHCP請求"數據包,申請IP地址和相關的網絡參數。
前面說過,如果兩臺計算機在同一個子網絡,必須知道對方的MAC地址和IP地址,才能發送數據包。但是,新加入的計算機不知道這兩個地址,怎么發送數據包呢?
DHCP協議做了一些巧妙的規定。
## 8.3 DHCP協議
首先,它是一種應用層協議,建立在UDP協議之上,所以整個數據包是這樣的:

(1)最前面的"以太網標頭",設置發出方(本機)的MAC地址和接收方(DHCP服務器)的MAC地址。前者就是本機網卡的MAC地址,后者這時不知道,就填入一個廣播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。
(2)后面的"IP標頭",設置發出方的IP地址和接收方的IP地址。這時,對于這兩者,本機都不知道。于是,發出方的IP地址就設為0.0.0.0,接收方的IP地址設為255.255.255.255。
(3)最后的"UDP標頭",設置發出方的端口和接收方的端口。這一部分是DHCP協議規定好的,發出方是68端口,接收方是67端口。
這個數據包構造完成后,就可以發出了。以太網是廣播發送,同一個子網絡的每臺計算機都收到了這個包。因為接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,看不出是發給誰的,所以每臺收到這個包的計算機,還必須分析這個包的IP地址,才能確定是不是發給自己的。當看到發出方IP地址是0.0.0.0,接收方是255.255.255.255,于是DHCP服務器知道"這個包是發給我的",而其他計算機就可以丟棄這個包。
接下來,DHCP服務器讀出這個包的數據內容,分配好IP地址,發送回去一個"DHCP響應"數據包。這個響應包的結構也是類似的,以太網標頭的MAC地址是雙方的網卡地址,IP標頭的IP地址是DHCP服務器的IP地址(發出方)和255.255.255.255(接收方),UDP標頭的端口是67(發出方)和68(接收方),分配給請求端的IP地址和本網絡的具體參數則包含在Data部分。
新加入的計算機收到這個響應包,于是就知道了自己的IP地址、子網掩碼、網關地址、DNS服務器等等參數。
## 8.4 上網設置:小結
這個部分,需要記住的就是一點:不管是"靜態IP地址"還是"動態IP地址",電腦上網的首要步驟,是確定四個參數。這四個值很重要,值得重復一遍:
> * 本機的IP地址
> * 子網掩碼
> * 網關的IP地址
> * DNS的IP地址
有了這幾個數值,電腦就可以上網"沖浪"了。接下來,我們來看一個實例,當用戶訪問網頁的時候,互聯網協議是怎么運作的。