路由器如何分配IP地址？

路由器如何分配IP地址？这是随机的还是有固定的方法？

似乎同一设备（无论连接时间如何）似乎都分配了相同的IP。路由器是否知道MAC地址并分配了相同的IP，还是发生了其他事情？

通常使用DHCP协议分配IPv4地址。如何发生这种情况，取决于路由器上运行的特定DHCP服务器。

• 使用DHCP时，地址会租用一定时间，因此，如果设备在旧租约到期之前重新启动请求地址，则路由器通常会提供相同的旧地址（基于DHCP客户端ID或MAC地址）。

• 一些DHCP服务器会记住租用期满后的某个时间发布了哪个地址，因此它们始终将同一地址分配给同一设备。

• 如果以前没有看到该设备，则取决于实现方式–通常是随机选择新地址，有时是顺序选择，有时是基于MAC地址上的某种哈希值，以便路由器至少尝试提供再次旧地址。

例如，引用dhcpd.conf(5)ISC DHCP服务器dhcpd的手册页：

DHCP服务器从服务器生成可用IP地址的列表。
哈希表。这意味着地址不会按任何参数进行排序
顺序，因此无法预测顺序
DHCP服务器将分配IP地址。先前版本的用户
ISC DHCP服务器的IP地址可能已习惯于DHCP服务器
以升序分配IP地址，但这不再是可能的。
sible，并且无法通过版本3来配置此行为
ISC DHCP服务器。

对于IPv6，有一个类似的协议DHCPv6，上面的答案仍然适用。

但是，许多网络使用更简单的“无状态自动配置”协议，在该协议中，路由器仅广播前缀（即网络地址），而设备分配其自己的IP地址。分配有两种方式：

• 使用常规的“无状态自动配置”（RFC 4862），IP地址的“主机”部分基于设备的硬件地址。对于48位MAC地址，第二位被翻转，并ff:fe插入中间（以填充到64位）

  例如，前缀2001:470:1f0b:915::/64加上MAC地址将48:5d:60:e8:65:8f得出IP地址。2001:470:1f0b:915:4a5d:60ff:fee8:658f

• 使用“隐私扩展”（RFC 4941），“主机”部分是随机选择的，并且每10小时也会添加一个新地址。

  请注意，除了普通的基于“无状态” MAC的IP地址之外，几乎总是使用“隐私扩展” 。

通常，（对于IPV4）使用的系统称为“ DHCP”，其工作原理大致如下。

• 路由器运行“ DHCP服务器”，其中包含一个可以使用IP的表。
• 每台计算机都会发出DHCP请求，该请求基本上是网络上发送的一个数据包（带有其MAC地址），上面写着“我可以拥有什么IP？”。
• 路由器查看收到的数据包，并说这是您的IP地址，网关，DNS服务器[以及其他任何内容]
• 然后，计算机自行配置。

DHCP服务器表可以使用MAC地址来确保机器获得相同的IP地址（如果每次可用）。

我认为必须指出，路由器不分配IP地址是很重要的：routeurs在一个接口上接收IP数据包，然后在另一个接口上几乎不变地发送它（我能想到的变化是减小TTL并更新IP的校验和。数据包;即使更改数据包（NAT）中的IP地址也超出了路由器的任务）。

被称为家用路由器的设备远不只是路由器，它们还包括以下一些功能/服务：

• DHCP服务器（这是分配IP地址的服务），
• ADSL调制解调器（协商与ISP的连接），
• 防火墙（用于过滤传入和传出的连接），
• 入站和出站NAT设备（共享ISP为家庭网络中的所有设备分配的单个IPv4地址），
• 路由器，
• 开关，
• WiFi天线
• 网络服务器，
• 控制台（Web，ssh或telnet）来配置设备，
• 其他...

（注意：防火墙通常可以执行入站和出站NAT和路由，即使这4个功能可以使用专用设备完成。）

在大型企业部署中，DHCP服务器通常托管在与路由器无关的专用Linux或Windows服务器（通常是群集）上。