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127.0.0.1 和非本地主机地址有什么区别？

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127.0.0.1 和非本地主机地址有什么区别？

我对网络的理解存在着一个差距，一直很难跨越。

多年来，我编写了各种小型 TCP/UDP 发送器/接收器项目 - 大部分是简单的 hello-world 级代码，目的是学习通过 TCP 或 UDP 发送/接收数据的机制。

但是我引用的几乎所有示例都倾向于使用 127.0.0.x 作为接收方地址。即 TCP 侦听器bind()对 127.0.0.x 地址执行操作。

同样地，在我的Udemy Docker 和 Kubernetes 课程，讲师创建了一个 Node.js Web 服务器，监听 127.0.0.1 端口 3000。

我不太确定这些“环回”地址是操作系统的某些功能，这些功能使这些地址成为“虚拟地址”，并允许它们像真实的网络地址一样运行。（这个解释可能很糟糕，暴露了我不太确定的理解）

我的问题（我知道每篇帖子提出多个问题是不被认可的，但我希望这些问题在逻辑上分组，以便有理由一起问这些问题）：

  • 这些环回地址（我假设是 127.0.0.1 - 127.0.0.255？）和“真实”（也许非环回是更好的词？）IP 地址之间有什么区别？
  • 在给定的 PC 上，什么决定了 IP 地址是否可供C bind()函数？
    例如，在以下代码片段中（改编自这里)： 
    struct sockaddr_in sin;
int s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_addr.s_addr = htonl(1221908521); // 72.212.216.41 according to http://www.aboutmyip.com/AboutMyXApp/IP2Integer.jsp?ipAddress=72.212.216.41
sin.sin_port = htons(3000);
bind(s, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin);
    ...什么决定了 IP 地址72.212.216.41在该特定 PC 上可用C代码能否正确运行？
  • 谁给了我网卡地址72.212.216.41？
  • 是72.212.216.41是与我的网卡紧密耦合且不可改变的东西吗？还是某些软件流程可以改变它？
  • 一个网卡只能有一个IP地址吗？
  • 为什么这么多网络教程使用 127.0.0.1 而不是“非环回”地址？（我并不是要一概而论，但我发现这在很大程度上是正确的）

我认为我的问题的要点是，我想了解 IP 地址分配/可用性在单台 PC 环境中是如何工作的。
就像软件/硬件所说的那样，“StoneThrow 的 PC，你被分配了72.212.216.41，所以你的C程序是否可以bind()使用该地址进行调用”？

答案1

  • IP 地址分配给接口，而不是计算机等。

  • 接口不必由物理硬件支持，操作系统可以为应用程序提供看起来像网络接口但实际上是其他东西的驱动程序。

  • 因此，操作系统可以向应用程序提供“环回”接口，该接口在内部接收传入流量并将其复制到接口的输出缓冲区，而无需将其交给与物理 NIC 通信的设备驱动程序 - 因此称为“环回”。

  • 在某些操作系统中，环回接口是一个可以像其他接口一样被看到和操作的接口（Linux 和通用lo接口与诸如 等的接口eth0），而有些操作系统则使环回接口不可见（Windows）。

这些环回地址（我假设是 127.0.0.1 - 127.0.0.255？）和“真实”（也许非环回是更好的词？）IP 地址之间有什么区别？

所有 IP 地址都是“真实的”。网络的总体规则是：

只要双方同意，你就可以做任何你想做的事情，但通常你无法控制另一方，所以标准和惯例决定了你可以做什么，除非你创造不再适用的条件。

127.0.0.0/16 被 IANA 保留用于环回适配器用途，仅此而已。这是一个惯例，但所有 ISP 和操作系统都遵循这个惯例。

从技术上讲，你可以将 127.0.0.1 分配给物理 NIC，但我认为只有 Linux 才允许你这样做。但是，没有 ISP 路由器会对 127.0.0.0/16 做任何事情，除了丢弃它，所以一旦 127.0.0.1 离开你的路由器（假设你的路由器已正确配置为将其路由到你的 ISP），它就会被丢弃。你始终可以在自己的 LAN 上做任何你想做的事情。

在给定的 PC 上，什么决定了 IP 地址是否可用于 C bind() 函数？例如在以下代码片段中（改编自此处）：

我思考所有这些绑定（）关心的是没有其他东西在使用同一个套接字。套接字是 IP+端口。

什么决定了该特定 PC 上的 IP 地址 72.212.216.41 是否可用，以使 C 代码能够正常运行？

没有什么可以阻止您将该 IP 分配给网络上的任何内容。它是否会做任何有成效的事情取决于网络上其他 NIC 的配置方式（它们是否都在同一个子网上？）、每个系统是否可以访问路由器（从 DHCP 获取路由器 IP 或手动设置）、该路由器是否正常工作以及您的 ISP。

谁给我的网卡设置了72.212.216.41这个地址？

可能是 DHCP，也可能是您的 ISP 的 DHCP 服务器 (Cox)。如果不是 DHCP，那么大多数操作系统的 APIPA 实现都会启动。这是假设您没有静态设置 IP + 子网掩码。

72.212.216.41 是否与我的网卡紧密相关且不可改变？或者某些软件进程可以更改它吗？

不是。这是 IP 地址，属于第 3 层，而您的 NIC 涉及第 2 层（以太网帧）和第 1 层（物理调制/监听电缆）

虽然许多 NIC 具有处理部分 TCP/IP 的“卸载引擎”，但它们都可以被禁用，并且 TCP/IP 完全可以在软件中完成。

一个网卡只能有一个IP地址吗？

在大多数操作系统下：

  • 大多数情况下，1 个 NIC 端口 = 1 个接口，但有时您可以进行绑定，让 2 个或 3 个端口一起工作，看起来像 1 个接口。这在服务器和交换机上很常见。

  • 一个接口可以有 0 个、1 个或多个 IP 地址+子网掩码组合。在 IPv6 中，每个接口通常至少有 2 个（其中一个是链路本地的）。

为什么这么多网络教程使用 127.0.0.1 而不是“非环回”地址？（我并不是要一概而论，但我发现这在很大程度上是正确的）

因此，您不会打扰 Internet 上不期望您与其通信的公共系统，也不会打扰您自己的 LAN 上不期望您与其通信的其他系统。环回完全保留在您的机器上。

就像软件/硬件所说的那样，“StoneThrow 的 PC，你被分配了 72.212.216.41

通常这是 DHCP。有 DHCP 服务器和 DHCP 客户端。DHCP 客户端使用以太网广播，将流量发送到网络上的所有系统，并且不需要 IP，以便找到 DHCP 服务器并从中获取 IP。

答案2

IP 可能由您手动分配，也可能由不同的配置机制或协议自动分配。您的地址是公开的，由您的提供商通过 DHCP 或 PPTP 分配给网络接口。
请完整阅读以下内容： https://en.m.wikipedia.org/wiki/IP_address

IP 地址主要在其全球可达性方面有所不同：

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Private_network

https://www.iana.org/assignments/iana-ipv4-special-registry/iana-ipv4-special-registry.xhtml

IP 被分配给您计算机上的网络接口（卡），并且可以随时更改。

计算机可能有多个网络接口，每个接口可能分配有多个 IP。

127.0.0.1 用于方便和安全。即使计算机上没有网络接口，它也始终默认存在，并且软件可以安全地绑定到它，仅用于本地进程之间的通信。

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Localhost

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