Question

前几天有人问我 localhost 的原理， 我发现自己理解的也不透彻， 今天参考了《TCP/IP 详解卷 1》 和 wikipedia 中的相关条目以及 stackoverflow 上的问答 , 理出一点眉目， 欢迎大家讨论，欢迎批评指正。 在开始之前， 先来了解下一个叫 loopback 的概念。

loopback , 顾名思义， 就是转一圈就回来，把一个东西， 例如电子信号、数据流不加修改和处理的返回到它的来源地。

具体到现在的计算机软件系统， 我们的网络协议栈软件会实现一个虚拟的网络接口（可以简单的理解为虚拟的网卡），专门用于 loopback 。 IPv4 的网络标准把 从 127.0.0.1 到 127.255.255.254 IP 地址块都用作 loopback 。

所有的发到这些地址的数据包都会被毫发无损的返回去(looped back ) ， 这一千六百多万个个地址中，最知名的、最常用的就是 127.0.0.1 。

（注： 你可以试着 ping 一下 127.255.255.254， 看看有什么效果）

对于 IPv6 来说， 它只把一个地址用作 loopback , 就是 ::1 (0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001) 。

有了 loopback 地址， 同一个计算机上的进程通信都很方便了， 根本不用走实际的物理网卡。

比如说你在本机建立了一个 Web 服务器，然后通过浏览器用 http://127.0.0.1:8080 去访问， 操作系统内的网络协议栈会把这个 HTTP GET 请求封装到一个 TCP 包中，写上目的端口号 8080， 然后再封装到一个 IP 包中， 写上目的地址 127.0.0.1 。

但是这个 IP 数据包并不会发送到物理的网卡那里去，更不会通过数据链路层发送到局域网乃至互联网中， 实际上它发给了虚拟的网络接口，然后立刻被 looped back 到 IP 层的输入队列中。

IP 层收到数据包，交付给 TCP 层， TCP 层发现目的端口是 8080， 就会把 GET 请求取出来，交付给绑定 8080 端口的 Web 服务器。

在 Unix 和 Linux 系统中， 通过把 loopback 接口命名为 lo 或者 lo0 （注意第一个字母是 L 的小写字母，不是数字一）

至于 localhost , 这就是个本机的主机名， 在大多数机器上， 这个主机名都会被计算机操作系统映射到 127.0.0.1 (ipv4) 或者::1 (ipv6) , 那使用 localhost 和 ip 实际上一样了。

127.0.0.1 localhost

::1 localhost

当然你可以手工的修改 hosts 文件来改变这种默认映射 （实际上很少人这么干）。

Windows 的 hosts 文件位置： %SystemRoot%\System32\drivers\etc\hosts Unix , Liunx 的 hosts 文件位置：

/etc/hosts

但是有个有意思的例外就是 mysql , 在 Linux 上， 当你使用 localhost 来连接数据库的时候， Mysql 会使用 Unix domain socket 来传输数据， 这种方式会快一些， 因为这是一种进程内通信(IPC) 机制， 不走网络协议栈， 不需要打包拆包， 计算校验和，维护序号等操作。

当你使用 127.0.0.1 的时候， mysql 还是会使用 TCP/IP 协议栈来进行数据传输。