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127.0.0.1和0.0.0.0,localhost地址的区别

Published
Created: 2020年4月6日星期一 上午8:11:22 views(2317)

在进行网络编程时，会将服务器的IP地址设置为127.0.0.1。然后绑定端口，开始监听。但是对于服务器来说，除了127.0.0.1，还有内网IP和公网IP，绑定本地的话只能局域网传输,所以，应该怎么绑定？

先复习一下IP类型：

IP地址一共分为5类，即A～E，它们分类的依据是其net-id所占的字节长度以及网络号前几位。
  • A类地址:网络号占1个字节。网络号的第一位固定为0。
  • B类地址：网络号占2个字节。网络号的前两位固定为10。
  • C类地址：网络号占3个字节。网络号的前三位固定位110。
  • D类地址：前四位是1110，用于多播(multicast)，即一对多通信。
  • E类地址：前四位是1111，保留为以后使用。
还有些特殊地址：
  • 127.0.0.1：回环地址。该地址指电脑本身，主要预留测试本机的TCP/IP协议是否正常。只要使用这个地址发送数据，则数据包不会出现在网络传输过程中。
  • 10.x.x.x、172.16.x.x～172.31.x.x、192.168.x.x：这些地址被用做内网中。用做私网地址，这些地址不与外网相连。
  • 255.255.255.255：广播地址
  • 0.0.0.0：这个IP地址在IP数据报中只能用作源IP地址，这发生在当设备启动时但又不知道自己的IP地址情况下。

由此看，两个都属于特殊地址。

IPV4中，0.0.0.0地址被用于表示一个无效的，未知的或者不可用的目标。 
* 在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。 
* 在路由中，0.0.0.0表示的是默认路由，即当路由表中没有找到完全匹配的路由的时候所对应的路由。

用途：
  • DHCP分配前，表示本机。
  • 用做默认路由，表示任意主机。
  • 用做服务端，表示本机的任意IPV4地址。

localhost: 
只是一个域名，可以代表任何IP地址。默认是127.0.0.1 ,在/etc/hosts文件下。 
在实际应用中，一般我们在服务端绑定端口的时候可以选择绑定到0.0.0.0，这样我的服务访问方就可以通过我的多个ip地址访问我的服务。 
比如我有一台服务器，一个外网A,一个内网B，如果我绑定的端口指定了0.0.0.0，那么通过内网地址或外网地址都可以访问我的应用。

127.0.0.1和0.0.0.0地址的区别

1. 问题引入

之前在使用tomcat的时候，启动tomcat默认都会绑定到127.0.0.1这个地址，最近在使用hexo写博客的时候发现通过 hexo server命令启动服务的时候绑定的ip地址是0.0.0.0。那么这两个IP地址到底有什么不同呢? 
在讲解两个地址的不同之前，我们先回顾一下IP地址的基础知识。

2. IP地址分类

2.1 IP地址表示

IP地址由两个部分组成，net-id和host-id，即网络号和主机号。 
net-id:表示ip地址所在的网络号。 
host-id：表示ip地址所在网络中的某个主机号码。 
即：

  1. IP-address ::= { <Network-number>, <Host-number> }

2.2 IP地址分类

IP地址一共分为5类，即A～E，它们分类的依据是其net-id所占的字节长度以及网络号前几位。 
* A类地址:网络号占1个字节。网络号的第一位固定为0。 
* B类地址：网络号占2个字节。网络号的前两位固定为10。 
* C类地址：网络号占3个字节。网络号的前三位固定位110。 
* D类地址：前四位是1110，用于多播(multicast)，即一对多通信。 
* E类地址：前四位是1111，保留为以后使用。 
其中，ABC三类地址为单播地址（unicast),用于一对一通信，是最常用的。

2.3 特殊IP地址

特殊IP地址就是用来做一些特殊的事情。RFC1700中定义了以下特殊IP地址。 
1. {0,0}:网络号和主机号都全部为0，表示“本网络上的本主机”，只能用作源地址。 
2. {0，host-id}:本网络上的某台主机。只能用作源地址。 
3. {-1,-1}：表示网络号和主机号的所有位上都是1（二进制），用于本网络上的广播，只能用作目的地址，发到该地址的数据包不能转发到源地址所在网络之外。 
4. {net-id,-1}:直接广播到指定的网络上。只能用作目的地址。 
5. {net-id,subnet-id,-1}:直接广播到指定网络的指定子网络上。只用作目的地址。 
6. {net-id,-1,-1}:直接广播到指定网络的所有子网络上。只能用作目的地址。 
7. {127，}:即网络号为127的任意ip地址。都是内部主机回环地址(loopback),永远都不能出现在主机外部的网络中。

3. 问题解答

接下来我们来看之前问过的问题：127.0.0.1和0.0.0.0地址的区别是什么？ 
我们先来看下共同点： 
1. 都属于特殊地址。 
2. 都属于A类地址。 
3. 都是IPV4地址。

接下来我们分别看下这两个地址：

3.1 0.0.0.0

IPV4中，0.0.0.0地址被用于表示一个无效的，未知的或者不可用的目标。 
* 在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。 
* 在路由中，0.0.0.0表示的是默认路由，即当路由表中没有找到完全匹配的路由的时候所对应的路由。

用途总结：

  • 当一台主机还没有被分配一个IP地址的时候，用于表示主机本身。（DHCP分配IP地址的时候）
  • 用作默认路由，表示”任意IPV4主机”。
  • 用来表示目标机器不可用。
  • 用作服务端，表示本机上的任意IPV4地址。

3.2 127.0.0.1

127.0.0.1属于{127,}集合中的一个，而所有网络号为127的地址都被称之为回环地址，所以回环地址！=127.0.0.1,它们是包含关系，即回环地址包含127.0.0.1。 
回环地址：所有发往该类地址的数据包都应该被loop back。 
用途: 
* 回环测试,通过使用ping 127.0.0.1 测试某台机器上的网络设备，操作系统或者TCP/IP实现是否工作正常。 
* DDos攻击防御：网站收到DDos攻击之后，将域名A记录到127.0.0.1，即让攻击者自己攻击自己。 
* 大部分Web容器测试的时候绑定的本机地址。

可以理解为本机有三块网卡，一块网卡叫做 loopback（这是一块虚拟网卡），另外一块网卡叫做 ethernet （有线网卡），另外一块网卡叫做 wlan（无线网卡）。

本机 IP 是真实网卡的 IP，具体来说有线无线各有一个，而 127.0.0.1 是那块叫做 loopback 的虚拟网卡的 IP

3.3 localhost

相比127.0.0.1，localhost具有更多的意义。localhost是个域名，而不是一个ip地址。之所以我们经常把localhost与127.0.0.1认为是同一个是因为我们使用的大多数电脑上都讲localhost指向了127.0.0.1这个地址。 
在ubuntu系统中，/ets/hosts文件中都会有如下内容：

  1. 127.0.0.1 localhost
  2. 127.0.1.1 jason-Lenovo-V3000
  4. # The following lines are desirable for IPv6 capable hosts
  5. ::1 ip6-localhost ip6-loopback
  6. fe00::0 ip6-localnet
  7. ff00::0 ip6-mcastprefix
  8. ff02::1 ip6-allnodes
  9. ff02::2 ip6-allrouters

上面第一行是几乎每台电脑上都会有的默认配置。 
但是localhost的意义并不局限于127.0.0.1。

localhost是一个域名，用于指代this computer或者this host,可以用它来获取运行在本机上的网络服务。 
在大多数系统中，localhost被指向了IPV4的127.0.0.1和IPV6的::1。

  1. 127.0.0.1 localhost
  2. ::1 localhost

所以，在使用的时候要注意确认IPV4还是IPV6

 

还有个地址段169.254.0.0/16，可以看成一个B类私网地址，专门用来在DHCP获取失败时自动配置的接口地址

4. 总结

127.0.0.1 是一个环回地址。并不表示“本机”。0.0.0.0才是真正表示“本网络中的本机”。 
在实际应用中，一般我们在服务端绑定端口的时候可以选择绑定到0.0.0.0，这样我的服务访问方就可以通过我的多个ip地址访问我的服务。 
比如我有一台服务器，一个外放地址A,一个内网地址B，如果我绑定的端口指定了0.0.0.0，那么通过内网地址或外网地址都可以访问我的应用。但是如果我之绑定了内网地址，那么通过外网地址就不能访问。 所以如果绑定0.0.0.0,也有一定安全隐患，对于只需要内网访问的服务，可以只绑定内网地址。

[参考资料] 
1. https://en.wikipedia.org/wiki/0.0.0.0 
2. http://www.howtogeek.com/225487/what-is-the-difference-between-127.0.0.1-and-0.0.0.0/ 
3. http://www.tech-faq.com/127-0-0-1.html 
4. http://tools.ietf.org/html/rfc3330 
5. http://tools.ietf.org/html/rfc1700 
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Localhost