本文由“小姐姐養的狗”原創發佈於“小姐姐味道”公眾號，原題《127.0.0.1和0.0.0.0地址的區別》，收錄時有優化和改動。感謝原作者的分享。
一、引言
對於後端程序員來說，127.0.0.1和0.0.0.0這兩個IP地址再熟悉不過了，看起來好像就那麼回事，但真正較起真來，這兩個IP地址到底有什麼作用以及到底有什麼不同？貌似誰可以輕鬆回答，但張嘴卻又不知從何說起。。。（這要是面視，估計真會被這搞砸...）
本文將系統地總結127.0.0.1和0.0.0.0這兩個IP地址的作用，以及它們之間的區別，希望能為你解惑。
* 推薦：本文作者的另一篇文章《八問WebSocket協議：為你快速解答WebSocket熱門疑問》，你或許也感興趣。
（本文同步發佈於：http://www.52im.net/thread-2928-1-1.html）
2、系列文章
本文是系列文章中的第7篇，本系列大綱如下：
《腦殘式網絡編程入門(一)：跟著動畫來學TCP三次握手和四次揮手》
《腦殘式網絡編程入門(二)：我們在讀寫Socket時，究竟在讀寫什麼？》
《腦殘式網絡編程入門(三)：HTTP協議必知必會的一些知識》
《腦殘式網絡編程入門(四)：快速理解HTTP/2的服務器推送(Server Push)》
《腦殘式網絡編程入門(五)：每天都在用的Ping命令，它到底是什麼？》
《腦殘式網絡編程入門(六)：什麼是公網IP和內網IP？NAT轉換又是什麼鬼？》
《腦殘式網絡編程入門(七)：面視必備，史上最通俗計算機網絡分層詳解》
《腦殘式網絡編程入門(八)：你真的瞭解127.0.0.1和0.0.0.0的區別？》（本文）
3、IP地址分類
我們先回顧一下IP地址的基礎知識（本節內容僅作快速概覽，如您對IP地址知識一無所知，建議首先閱讀《TCP/IP詳解 卷1：協議 - 第3章 IP:網際協議》）。
3.1 IP地址表示
IP地址由兩個部分組成，net-id和host-id，即網絡號和主機號：
1）net-id：表示ip地址所在的網絡號；
2）host-id：表示ip地址所在網絡中的某個主機號碼。
即：
IP-address ::= { <network-id>, <host-id> }/<host-id>/<network-id>
就像下圖這樣：
3.2 IP地址分類
IP地址一共分為5類，即A～E，它們分類的依據是其net-id所佔的字節長度以及網絡號前幾位。
大致分類如下：
1）A類地址：網絡號佔1個字節，網絡號的第一位固定為0；
2）B類地址：網絡號佔2個字節，網絡號的前兩位固定為10；
3）C類地址：網絡號佔3個字節，網絡號的前三位固定位110；
4）D類地址：前四位是1110，用於多播(multicast)，即一對多通信；
5）E類地址：前四位是1111，保留為以後使用。
其中，ABC三類地址為單播地址（unicast),用於一對一通信，是最常用的。
IP地址分類看下面這張圖，可能更直接一些：
（上圖來源於《IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》》）
這裡還有一張IP地址分類的思維導圖：
（上圖來源於《IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》》）
3.3 特殊IP地址
特殊IP地址就是用來做一些特殊的事情。RFC1700中定義了以下特殊IP地址：
1）{0,0}：網絡號和主機號都全部為0，表示“本網絡上的本主機”，只能用作源地址；
2）{0，host-id}：本網絡上的某臺主機。只能用作源地址；
3）{-1,-1}：表示網絡號和主機號的所有位上都是1（二進制），用於本網絡上的廣播，只能用作目的地址，發到該地址的數據包不能轉發到源地址所在網絡之外；
4）{net-id,-1}：直接廣播到指定的網絡上。只能用作目的地址；
5）{net-id,subnet-id,-1}：直接廣播到指定網絡的指定子網絡上。只用作目的地址；
6）{net-id,-1,-1}：直接廣播到指定網絡的所有子網絡上。只能用作目的地址；
7）{127，}：即網絡號為127的任意ip地址。都是內部主機迴環地址(loopback),永遠都不能出現在主機外部的網絡中。
具體來說，特殊的IP地址，主要是以下這些：
1）0.0.0.0：
嚴格說來，0.0.0.0已經不是一個真正意義上的IP地址了。它表示的是這樣一個集合：所有不清楚的主機和目的網絡。這裡的“不清楚”是指在本機的路由表裡沒有特定條目指明如何到達。對本機來說，它就是一個“收容所”，所有不認識的“三無”人員，一律送進去。如果你在網絡設置中設置了缺省網關，那麼Windows系統會自動產生一個目的地址為0.0.0.0的缺省路由。
2）255.255.255.255：
限制廣播地址。對本機來說，這個地址指本網段內(同一廣播域)的所有主機。如果翻譯成人類的語言，應該是這樣：“這個房間裡的所有人都注意了！”這個地址不能被路由器轉發。
3）127.0.0.1：
本機地址，主要用於測試。用漢語表示，就是“我自己”。在Windows系統中，這個地址有一個別名“Localhost”。尋址這樣一個地址，是不能把它發到網絡接口的。除非出錯，否則在傳輸介質上永遠不應該出現目的地址為“127.0.0.1”的數據包。
4）224.0.0.1：
組播地址，注意它和廣播的區別。從224.0.0.0到239.255.255.255都是這樣的地址。224.0.0.1特指所有主機，224.0.0.2特指所有路由器。這樣的地址多用於一些特定的程序以及多媒體程序。如果你的主機開啟了IRDP (Internet路由發現協議，使用組播功能)功能，那麼你的主機路由表中應該有這樣一條路由。
5）169.254.x.x：
如果你的主機使用了DHCP功能自動獲得一個IP地址，那麼當你的DHCP服務器發生故障，或響應時間太長而超出了一個系統規定的時間，Wingdows系統會為你分配這樣一個地址。如果你發現你的主機IP地址是一個諸如此類的地址，很不幸，十有八九是你的網絡不能正常運行了。
6）10.x.x.x、172.16.x.x～172.31.x.x、192.168.x.x：
私有地址，這些地址被大量用於企業內部網絡中。一些寬帶路由器，也往往使用192.168.1.1作為缺省地址。私有網絡由於不與外部互連，因而可能使用隨意的IP地址。保留這樣的地址供其使用是為了避免以後接入公網時引起地址混亂。使用私有地址的私有網絡在接入Internet時，要使用地址翻譯(NAT)，將私有地址翻譯成公用合法地址。在Internet上，這類地址是不能出現的。
4、127.0.0.1和0.0.0.0的區別
4.1 基本情況
通過上節基礎知識的回顧，我們回到正題：127.0.0.1和0.0.0.0地址的區別是什麼？
我們先來看下共同點：
1）都屬於特殊地址；
2）都屬於A類地址；
3）都是IPV4地址。
接下來我們分別看下這兩個地址的具體作用，就一目瞭解了。
4.2 0.0.0.0
IPV4中，0.0.0.0地址被用於表示一個無效的，未知的或者不可用的目標：
1）在服務器中：0.0.0.0指的是本機上的所有IPV4地址，如果一個主機有兩個IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，並且該主機上的一個服務監聽的地址是0.0.0.0,那麼通過兩個ip地址都能夠訪問該服務；
2）在路由中：0.0.0.0表示的是默認路由，即當路由表中沒有找到完全匹配的路由的時候所對應的路由。
用途總結：
1）當一臺主機還沒有被分配一個IP地址的時候，用於表示主機本身（DHCP分配IP地址的時候）；
2）用作默認路由，表示”任意IPV4主機”；
3）用來表示目標機器不可用；
4）用作服務端，表示本機上的任意IPV4地址。
4.3 127.0.0.1
127.0.0.1屬於{127,}集合中的一個，而所有網絡號為127的地址都被稱之為迴環地址，所以迴環地址不等於127.0.0.1，它們是包含關係，即迴環地址包含127.0.0.1。
迴環地址的定義：
所有發往該類地址的數據包都應該被loop back。
主要用途：
1）迴環測試：通過使用ping 127.0.0.1 測試某臺機器上的網絡設備，操作系統或者TCP/IP實現是否工作正常；
2）DDos攻擊防禦：網站收到DDos攻擊之後，將域名A記錄到127.0.0.1，即讓攻擊者自己攻擊自己；
3）程序測試：大部分Web容器測試的時候綁定的本機地址。
* 題外知識：127.0.0.1與localhost的關係
相比127.0.0.1，localhost具有更多的意義。localhost是個域名，而不是一個ip地址。之所以我們經常把localhost與127.0.0.1認為是同一個是因為我們使用的大多數電腦上都講localhost指向了127.0.0.1這個地址。
在ubuntu系統中，/ets/hosts文件中都會有如下內容：
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
上面第一行是幾乎每臺電腦上都會有的默認配置。
但是localhost的意義並不侷限於127.0.0.1。
localhost是一個域名，用於指代this computer或者this host，可以用它來獲取運行在本機上的網絡服務。
在大多數系統中，localhost被指向了IPV4的127.0.0.1和IPV6的::1：
127.0.0.1 localhost
::1 localhost
所以，在使用的時候要注意確認IPV4還是IPV6。
5、本文小結
127.0.0.1 是一個環回地址。並不表示“本機”。0.0.0.0才是真正表示“本網絡中的本機”。
在實際應用中：一般我們在服務端綁定端口的時候可以選擇綁定到0.0.0.0，這樣我的服務訪問方就可以通過我的多個ip地址訪問我的服務。
比如：我有一臺服務器，一個外網地址A,一個內網地址B，如果我綁定的端口指定了0.0.0.0，那麼通過內網地址或外網地址都可以訪問我的應用。但是如果我只綁定了內網地址，那麼通過外網地址就不能訪問。所以如果綁定0.0.0.0，也有一定安全隱患，對於只需要內網訪問的服務，可以只綁定內網地址。
附錄：更多網絡編程和網絡通信相關資料
[1] 網絡編程基礎資料：
《TCP/IP詳解 - 第11章·UDP：用戶數據報協議》
《TCP/IP詳解 - 第17章·TCP：傳輸控制協議》
《TCP/IP詳解 - 第18章·TCP連接的建立與終止》
《TCP/IP詳解 - 第21章·TCP的超時與重傳》
《技術往事：改變世界的TCP/IP協議（珍貴多圖、手機慎點）》
《通俗易懂-深入理解TCP協議（上）：理論基礎》
《通俗易懂-深入理解TCP協議（下）：RTT、滑動窗口、擁塞處理》
《理論經典：TCP協議的3次握手與4次揮手過程詳解》
《理論聯繫實際：Wireshark抓包分析TCP 3次握手、4次揮手過程》
《計算機網絡通訊協議關係圖（中文珍藏版）》
《UDP中一個包的大小最大能多大？》
《P2P技術詳解(一)：NAT詳解——詳細原理、P2P簡介》
《P2P技術詳解(二)：P2P中的NAT穿越(打洞)方案詳解(基本原理篇)》
《P2P技術詳解(三)：P2P中的NAT穿越(打洞)方案詳解(進階分析篇)》
《P2P技術詳解(四)：P2P技術之STUN、TURN、ICE詳解》
《通俗易懂：快速理解P2P技術中的NAT穿透原理》
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