Cuando se conecta a una red, generalmente el enrutador le asigna una dirección IP automáticamente. Este proceso es necesario para que los dispositivos puedan comunicarse con dispositivos en otras redes. El servicio clave que asigna direcciones IP se denomina Protocolo de configuración dinámica de host o DHCP.
DHCP opera en un modelo cliente-servidor donde un cliente transmite una solicitud de una dirección IP a la red local y el servidor DHCP responde asignando una dirección IP. Por lo general, esto sucede tan pronto como el dispositivo se conecta a una red, por lo que puede comenzar a comunicarse lo antes posible. Cuando se emiten direcciones IP, solo se alquilan por un período de tiempo determinado, después del cual el servidor DHCP recuperará la dirección IP asignada. Para evitar esto, los hosts comenzarán a intentar renovar su asignación de dirección IP actual después de que haya pasado la mitad del tiempo alquilado. Por lo general, si un contrato de arrendamiento vence y a un host se le asigna una nueva dirección IP, se le asigna una nueva al azar, en lugar de la misma que antes.
En el hogar y otras redes pequeñas, el servidor DHCP generalmente está integrado en el enrutador, ya que esto mantiene baja la cantidad de dispositivos y reduce la complejidad de la configuración. Para las grandes redes corporativas, normalmente se utilizará un solo servidor DHCP para una gran cantidad de redes, como un edificio completo. En este caso, los agentes de retransmisión DHCP se utilizan en cada red interconectada para reenviar el tráfico DHCP desde los hosts al servidor DHCP y para reenviar la respuesta al host original.
Normalmente, un servidor DHCP ofrece a los hosts conectados una dirección IP aleatoria de un grupo de direcciones IP configurado; sin embargo, también es posible asignar manualmente una dirección IP a dispositivos específicos si es necesario. Esto es útil si hay un servidor de algún tipo en una red, como una unidad NAS o un servidor web local. Al asignar manualmente una dirección IP a estos servidores, siempre estarán en el mismo lugar y nunca tendrá que preocuparse de que su dirección IP cambie y cause problemas.