5.3 断网了，还能 ping 通 127.0.0.1 吗？

来源：公众号@小白debug 原文地址：断网了，还能 ping 通 127.0.0.1 吗？ (opens new window) 你 女神爱不爱你 ，你问她，她可能不会告诉你。 但 网通不通 ，你 一下就知道了。 可能看到标题，你就知道答案了，但是你了解背后的原因吗？ 那如果把 换成 或 会怎么样呢？你知道这几个 有什么区别吗？ 以前面试的时候就遇到过这个问题，大家看个动图了解下面试官和我当时的场景，求当时我的心里阴影面积。 话不多说，我们直接开车。 拔掉网线，断网。 然后在控制台输入 。 说明，拔了网线， 是 能ping通的 。 其实这篇文章看到这里，标题前半个问题已经被回答了。但是我们可以再想深一点。 为什么断网了还能 通 呢？ 这能说明你不用交网费就能上网吗？ 不能。 首先我们需要进入基础科普环节。 不懂的同学看了就懂了，懂的看了就当查漏补缺吧。 什么是127.0.0.1 首先，这是个 地址。 地址有 位，一个字节有 位，共 个字节。 其中 127 开头的都属于回环地址 ，也是 的特殊地址，没什么道理，就是人为规定的。 而 是 众多 回环地址中的一个。之所以不是 ，而是 ，是因为源码里就是这么定义的，也没什么道理。 的地址是 位的，2的32次方，大概是 。地球光人口就76亿了，40亿IP这点量， 塞牙缝都不够 ，实际上 IP也确实用完 了。 所以就有了 ， 的地址是 位的，大概是2的128次方≈ 10的38次方 。据说地球的沙子数量大概是 10的23次方 ，所以IPV6的IP可以认为用不完。 IPV4以8位一组，每组之间用 . 号隔开。 IPV6就以16位为一组，每组之间用 : 号隔开。如果全是0，那么可以省略不写。 在IPV4下的回环地址是 ，在 下，表达为 。它的完整写法是 （共 7 个冒号 ），根据 RFC 4291，IPv6 地址中一段或多段连续的全零可以用 压缩一次，因此可以把前面 7 段连续的 0 压缩掉，简写为 ；需要注意的是，一个 IPv6 地址中 只允许出现一次 ，否则会产生歧义。 多说一句：在IPV4下用的是 ping 127.0.0.1 命令。在IPV6下用的是 ping6 ::1 命令。 什么是 ping ping 是应用层命令，可以理解为它跟游戏或者聊天软件属于同一层。只不过聊天软件可以收发消息，还能点个赞什么的，有很多复杂的功能。而 ping 作为一个小软件，它的功能比较简单，就是 尝试 发送一个小小的消息到目标机器上，判断目的机器是否 可达 ，其实也就是判断目标机器网络是否能连通。 ping应用的底层，用的是网络层的 ICMP协议 。 IP和ICMP和Ping所在分层 虽然ICMP协议和IP协议 都属于网络层协议 ，但其实 ICMP也是利用了IP协议进行消息的传输 。 所以，大家在这里完全可以简单的理解为 ping 某个IP 就是往某个IP地址发个消息。 TCP发数据和ping的区别 一般情况下，我们会使用 TCP 进行网络数据传输，那么我们可以看下它和 ping 的区别。 PS：下图中有一处画错了，右边是 tcp 数据，而不是 ping 数据，我偷懒就不重画了 。 ping和其他应用层软件都属于 应用层 。 那么我们横向对比一下，比方说聊天软件，如果用的是TCP的方式去发送消息。 为了发送消息，那就得先知道往哪发。linux里万物皆文件，那你要发消息的目的地，也是个文件，这里就引出了socket 的概念。 要使用 , 那么首先需要创建它。 在 TCP 传输中创建的方式是 ，其中 表示将使用 IPV4 里 host:port 的方式去解析待会你输入的网络地址。 是指使用面向字节流的 TCP 协议， 工作在传输层 。 创建好了 之后，就可以愉快的把要传输的数据写到这个文件里。调用 socket 的 接口的过程中进程会从 用户态进入到内核态 ，最后会调用到 方法。 然后进入传输层，带上 头。网络层带上 头，数据链路层带上 头等一系列操作后。进入网卡的 发送队列 ring buffer ，顺着网卡就发出去了。 回到 ， 整个过程也基本跟 发数据类似，差异的地方主要在于，创建 的时候用的是 ， 是原始套接字 ， 工作在网络层 ， 所以构建 （网络层协议）的数据，是再合适不过了。ping 在进入内核态后最后也是调用的 方法，进入到网络层后加上 ICMP和IP头 后，数据链路层加上 MAC头 ，也是顺着网卡发出。因此 本质上ping 跟 普通应用发消息 在程序流程上没太大差别。 这也解释了\ \ 为什么当你发现怀疑网络有问题的时候，别人第一时间是问你能ping通吗？\ \ 因为可以简单理解为ping就是自己组了个数据包，让系统按着其他软件发送数据的路径往外发一遍，能通的话说明其他软件发的数据也能通。 为什么断网了还能 ping 通 127.0.0.1 前面提到，有网的情况下，ping 最后是 通过网卡 将数据发送出去的。 那么断网的情况下，网卡已经不工作了，ping 回环地址却一切正常，我们可以看下这种情况下的工作原理。 从应用层到传输层再到网络层。这段路径跟ping外网的时候是几乎是一样的。到了网络层，系统会根据目的IP，在路由表中获取对应的 路由信息 ，而这其中就包含选择 哪个网卡 把消息发出。 当发现 目标IP是外网IP 时，会从"真网卡"发出。 当发现 目标IP是回环地址 时，就会选择 本地网卡 。 本地网卡，其实就是个\ \ "假网卡" ，它不像"真网卡"那样有个 什么的，"假网卡"会把数据推到一个叫 的 链表 中。这个链表，其实是所有网卡共享的，上面挂着发给本机的各种消息。消息被发送到这个链表后，会再触发一个 软中断\ \ 。 专门处理软中断的工具人\ \ "ksoftirqd"\ \ （这是个 内核线程 ），它在收到软中断后就会立马去链表里把消息取出，然后顺着数据链路层、网络层等层层往上传递最后给到应用程序。 ping 回环地址和 通过TCP等各种协议发送数据到回环地址 都是走这条路径。整条路径从发到收，都没有经过"真网卡"。\ \ 之所以127.0.0.1叫本地回环地址，可以理解为，消息发出到这个地址上的话，就不会出网络，在本机打个转就又回来了。\ \ 所以断网，依然能 通 。 ping回环地址和ping本机地址有什么区别 我们在mac里执行 。 能看到 lo0 ，表示本地回环接口，对应的地址，就是我们前面提到的 127.0.0.1 ，也就是 回环地址 。 和 eth0 ，表示本机第一块网卡，对应的IP地址是 192.168.31.6 ，管它叫 本机IP 。 之前一直认为ping本机IP的话会通过"真网卡"出去，然后遇到第一个路由器，再发回来到本机。 为了验证这个说法，可以进行抓包，但结果跟上面的说法并不相同。 ping 127.0.0.1: ping 本机地址: 可以看到 ping 本机IP 跟 ping 回环地址一样，相关的网络数据，都是走的 lo0 ，本地回环接口，也就是前面提到的\ \ "假网卡"\ \ 。 只要走了本地回环接口，那数据都不会发送到网络中，在本机网络协议栈中兜一圈，就发回来了。因此 ping回环地址和ping本机地址没有区别 。 127.0.0.1 和 localhost 以及 0.0.0.0 有区别吗 回到文章开头动图里的提问，算是面试八股文里的老常客了。 以前第一次用 的时候，发现用这几个 ，都能正常访问到 的欢迎网页。一度认为这几个 都是一样的。 访问127.0.0.1:80 访问localhost:80 访问0.0.0.0:80 访问本机的IP地址 但本质上还是有些区别的。 首先 就不叫 ，它是一个域名，就跟 ,是一个形式的东西，只不过默认会把它解析为 ，当然这可以在 文件下进行修改。 所以默认情况下，使用 跟使用 确实是没区别的。 其次就是 ，执行 ping 0.0.0.0 ，是会失败的，因为它在 中表示的是无效的 目标地址 。 但它还是很有用处的，回想下，我们启动服务器的时候，一般会 一个 IP 和端口，等待客户端的连接。 如果此时 的是本机的 , 那么它表示本机上的 所有IPV4地址 。 举个例子。刚刚提到的 和 ，都是本机的IPV4地址，如果监听 ，那么用上面两个地址，都能访问到这个服务器。 当然， 客户端 时，不能使用 。必须指明要连接哪个服务器IP。 总结 是 回环地址 。 是 域名 ，但默认等于 。 回环地址和 本机地址，是一样的，走的是 lo0 "假网卡" ，都会经过网络层和数据链路层等逻辑，最后在快要出网卡前 狠狠拐了个弯 ， 将数据插入到一个 链表 后就 软中断 通知 ksoftirqd 来进行 收数据 的逻辑， 压根就不出网络 。所以断网了也能 通回环地址。 如果服务器 的是 ，那么此时用 和本机地址 都可以 访问到服务。 哈喽，我是小宇宙，就爱图解计算机基础，如果觉得文章对你有帮助，别忘记关注我哦！