127.0.0.1和0.0.0.0的区别本文由"JackJiang"发布于"segmentfault"，原题为《# 脑残

本文由"JackJiang"发布于"segmentfault"，原题为《# 脑残式网络编程入门(八)：你真的了解127.0.0.1和0.0.0.0的区别？》，收录时稍作改动。感谢原作者的分享。

引言

对于后端程序员来说，127.0.0.1和0.0.0.0这两个IP地址再熟悉不过了，看起来好像就那么回事，但真正较起真来，这两个IP地址到底有什么作用以及到底有什么不同？貌似谁可以轻松回答，但张嘴却又不知从何说起。。。（这要是面视，估计真会被这搞砸...）

本文将系统地总结127.0.0.1和0.0.0.0这两个IP地址的作用，以及它们之间的区别，希望能为你解惑。

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：

1）net-id：表示ip地址所在的网络号；
2）host-id：表示ip地址所在网络中的某个主机号码。

即：

IP-address ::= { , }

就像下图这样：

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。

大致分类如下：

1）A类地址：网络号占1个字节，网络号的第一位固定为0；
2）B类地址：网络号占2个字节，网络号的前两位固定为10；
3）C类地址：网络号占3个字节，网络号的前三位固定位110；
4）D类地址：前四位是1110，用于多播(multicast)，即一对多通信；
5）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。

IP地址分类看下面这张图，可能更直接一些：

这里还有一张IP地址分类的思维导图：

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。

具体来说，特殊的IP地址，主要是以下这些：

1）0.0.0.0：

严格说来，0.0.0.0已经不是一个真正意义上的IP地址了。它表示的是这样一个集合：所有不清楚的主机和目的网络。这里的“不清楚”是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说，它就是一个“收容所”，所有不认识的“三无”人员，一律送进去。如果你在网络设置中设置了缺省网关，那么Windows系统会自动产生一个目的地址为0.0.0.0的缺省路由。

2）255.255.255.255：

限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。如果翻译成人类的语言，应该是这样：“这个房间里的所有人都注意了！”这个地址不能被路由器转发。

3）127.0.0.1：

本机地址，主要用于测试。用汉语表示，就是“我自己”。在Windows系统中，这个地址有一个别名“Localhost”。寻址这样一个地址，是不能把它发到网络接口的。除非出错，否则在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的数据包。

4）224.0.0.1：

组播地址，注意它和广播的区别。从224.0.0.0到239.255.255.255都是这样的地址。224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP (Internet路由发现协议，使用组播功能)功能，那么你的主机路由表中应该有这样一条路由。

5）169.254.x.x：

如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个IP地址，那么当你的DHCP服务器发生故障，或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间，Wingdows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地址是一个诸如此类的地址，很不幸，十有八九是你的网络不能正常运行了。

6）10.x.x.x、172.16.x.x～172.31.x.x、192.168.x.x：

私有地址，这些地址被大量用于企业内部网络中。一些宽带路由器，也往往使用192.168.1.1作为缺省地址。私有网络由于不与外部互连，因而可能使用随意的IP地址。保留这样的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。使用私有地址的私有网络在接入Internet时，要使用地址翻译(NAT)，将私有地址翻译成公用合法地址。在Internet上，这类地址是不能出现的。

127.0.0.1和0.0.0.0的区别

七层协议

因为接下来会讲述这两个地址和七层协议之间的关系，所以这里先描述下。

物理层

功能：负责在物理介质上传输比特流（0 和 1 的序列）。定义了电气、机械、过程和功能特性，以建立、维护和断开物理连接。
硬件：网卡、中继器、集线器、调制解调器、网线、光纤等。
举例：网卡将数字信号转换为电信号或光信号，通过网线或光纤传输到另一个设备的网卡，接收方网卡再将信号转换为数字信号。

2. 数据链路层

功能：负责在两个相邻节点之间建立逻辑连接，进行数据的封装成帧、差错检测、流量控制和介质访问控制。
硬件：网桥、交换机。
举例：交换机根据 MAC 地址转发数据帧，确保数据帧到达正确的目的地。网桥连接两个不同的网络，并在它们之间转发数据帧。

3. 网络层

功能：负责数据的寻址和路由选择，将数据包从源端传输到目的端。
硬件：路由器。
举例：路由器根据 IP 地址和路由表，选择最佳路径将数据包转发到下一个路由器，直到到达目的地。

4. 传输层

功能：负责端到端的数据传输，提供可靠或不可靠的数据传输服务，以及流量控制和拥塞控制。
硬件：通常没有直接对应的硬件，功能主要由操作系统和网络协议栈实现。
举例：TCP 协议提供可靠的数据传输，通过确认机制、重传机制和流量控制确保数据完整到达。UDP 协议提供不可靠的数据传输，适用于实时性要求高的应用，如视频流和语音通话。

5. 会话层

功能：负责建立、管理和终止会话，实现数据的同步和恢复。
硬件：通常没有直接对应的硬件，功能主要由操作系统和网络协议栈实现。
举例：在视频会议中，会话层负责建立和维护参与者之间的会话，确保音频和视频数据同步传输。

6. 表示层

功能：负责数据的格式转换、加密解密和压缩解压缩，确保不同系统之间的数据可以正确理解。
硬件：通常没有直接对应的硬件，功能主要由操作系统和网络协议栈实现。
举例：在发送电子邮件时，表示层将文本转换为 MIME 格式，以便接收方可以正确显示。

7. 应用层

功能：为用户提供网络服务和应用程序接口，实现各种网络应用。
硬件：计算机、服务器、智能手机等终端设备。
举例：浏览器、电子邮件客户端、FTP 客户端、视频播放器等都是应用层软件，它们通过网络协议与服务器进行通信，实现网页浏览、邮件收发、文件传输和视频播放等功能。

接下来，我们回到正题：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的具体作用，不同点就一目了解了。

0.0.0.0

0.0.0.0地址被用于表示所有可用的 IPv4 网络接口

1）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；
2）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。

注意：0.0.0.0 本身不对应任何特定的接口（网卡），它是一个通配符，表示监听所有可用的 IPv4 接口。是通过程序实现的通配的逻辑，进而接收网卡数据，而某个具体的ip地址（比如：192.168.1.12）是直接通过网卡实现接收数据。

我们将实现0.0.0.0程序逻辑称为zero。那么接收网络数据要走什么样的逻辑呢？

物理层-->数据链路层-->网络层（zero参与实现通配逻辑）-->传输层-->会话层-->表示层-->应用层

下面解释为什么zero逻辑出现在网络层：

首先将一个应用程序调用 bind() 函数并将 IP 地址指定为 0.0.0.0 时，操作系统会在传输层执行以下操作：

套接字创建：操作系统为应用程序创建一个套接字（socket），用于网络通信。
绑定到所有可用接口：操作系统将该套接字绑定到所有可用的 IPv4 网络接口上，包括物理网卡、虚拟网卡和环回接口。
监听传入连接：操作系统开始监听所有绑定接口上的传入连接请求。当有连接请求到达时，操作系统会接受连接，并将连接分配给应用程序。

网络层：当数据包到达网络层时，操作系统会检查数据包的目的 IP 地址。如果目的 IP 地址与服务器上绑定的任何一个 IPv4 地址匹配（包括 0.0.0.0 对应的所有地址），操作系统会将数据包传递给传输层。
数据链路层和物理层：当数据包到达物理网卡时，网卡驱动会检查数据包的目的 MAC 地址。如果目的 MAC 地址与网卡的 MAC 地址匹配，网卡会将数据包传递给操作系统进行进一步处理。

zero 用途总结：

默认路由

情景：您的计算机连接到路由器，路由器的 IP 地址是 192.168.1.1。您想访问一个不在本地网络的网站，例如 www.example.com。
过程：
- 您的计算机首先会查找路由表，看是否有到 www.example.com 的特定路由。
- 如果没有找到，它会使用默认路由，将数据包发送到默认网关（192.168.1.1）。
- 路由器会负责将数据包转发到互联网上的 www.example.com 服务器。
0.0.0.0 的作用：在路由表中，目的地址为 0.0.0.0 的路由表示默认路由，用于处理无法找到特定路由的情况。

服务器监听

情景：您在本地计算机上运行一个 Web 服务器，希望它能被本地网络中的其他设备访问。
过程：
- 您将 Web 服务器配置为监听 0.0.0.0 地址和端口 80。
- 这意味着服务器会监听所有可用网络接口上的端口 80，包括本地环回接口（127.0.0.1）和连接到本地网络的以太网接口等。
- 其他设备可以通过您的计算机的本地 IP 地址（例如 192.168.1.100）访问 Web 服务器。
0.0.0.0 的作用：在服务器配置中，0.0.0.0 表示监听所有可用网络接口，使得服务器可以接受来自任何网络接口的连接请求。

客户端配置

情景：您的计算机通过 DHCP 自动获取 IP 地址。在获取到 IP 地址之前，它的 IP 地址可能被设置为 0.0.0.0。
0.0.0.0 的作用：在这种情况下，0.0.0.0 表示计算机尚未获取到有效的 IP 地址。

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，所以回环地址不等于127.0.0.1，它们是包含关系，即回环地址包含127.0.0.1。

回环地址的定义：

所有发往该类地址的数据包都通过环回接口被loop back。

环回接口的定义：

环回接口（Loopback Interface）是一种特殊的虚拟网络接口，它不对应任何物理硬件。它的主要作用是在同一台计算机上的不同进程之间提供通信，实现本地进程间通信（IPC）的一种方式。

与物理网卡不同，环回接口的数据包不会通过物理介质传输，而是直接在计算机内部的内存中进行处理。这使得环回接口的通信速度非常快，并且不受网络环境的影响。

如果套接字bind 127.0.0.1。那么接收网络数据要走什么样的逻辑呢？

网络层（"环回"实现的逻辑）-->传输层-->会话层-->表示层-->应用层

当一个数据包到达网络层时，操作系统会检查其目的 IP 地址。如果目的 IP 地址属于 127.0.0.0/8 网段（即回环地址），操作系统会执行以下操作：

识别回环地址：操作系统识别出这是一个回环地址，表示数据包应该在本地主机内部处理，而不是发送到外部网络。
绕过物理层和数据链路层：操作系统会绕过物理层和数据链路层，不会将数据包交给网卡驱动程序进行处理。
直接传递给传输层：操作系统会将数据包直接传递给传输层，就好像数据包是从外部网络接收到的。
传输层处理：传输层会根据数据包的协议类型（TCP 或 UDP）进行解封装，并将数据传递给相应的应用程序。

其他层的参与

应用层、表示层和会话层：这些层在回环通信中仍然发挥作用，负责数据的生成、格式转换、会话管理等。
数据链路层和物理层：由于数据包不会发送到物理网卡，所以数据链路层的数据帧封装和物理层的电信号传输都不会发生。

127主要用途：

1）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；
2）程序测试：大部分Web容器测试的时候绑定的本机地址。

**** 题外知识：127.0.0.1与localhost的关系***

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：

127.0.0.1   localhost
127.0.1.1   52im-aliyun
#The following lines are desirable for IPv6 capable hosts
::1     ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
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：

127.0.0.1 localhost
::1 localhost

所以，在使用的时候要注意确认IPV4还是IPV6。

总结

127.0.0.1 是一个环回地址。表示本机。0.0.0.0才是表示网络中的本机。

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，一个外网地址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。但是如果我只绑定了内网地址，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。