网络字节序和IP地址详解

一、网络字节序

字节序是指多字节数据的存储顺序，在设计计算机系统的时候，有两种处理内存中数据的方法：大端格式、小端格式。

小端格式(Little-Endian)：将低位字节数据存储在低地址；
大端格式(Big-Endian)：将高位字节数据存储在低地址。

举个简单的例子，对于整形 0x12345678，它在大端格式和小端格式的系统中，分别如下图所示的方式存放：
在这里插入图片描述

【下面例子为确定主机的字节序】：

#include <stdio.h>  
int main(int argc, charchar *argv[])  
{  
    unsigned int a = 0x12345678;  
    unsigned char *p = (unsigned char *)&a; //只取一个字节  
    if(0x12 == *p){  
        printf("Big-Endian\n");  
    }else if(0x78 == *p){  
        printf("Little-Endian\n");  
    }  
    return 0;  
}

网络字节序定义：收到的第一个字节被当作高位看待，这就要求发送端发送的第一个字节应当是高位。而在发送端发送数据时，发送的第一个字节是该数字在内存中起始地址对应的字节。可见多字节数值在发送前，在内存中数值应该以大端法存放。

所以，网络协议指定了通讯字节序：大端。只有在多字节数据处理时才需要考虑字节序，运行在同一台计算机上的进程相互通信时，一般不用考虑字节序，异构计算机之间通讯，需要转换自己的字节序为网络字节。主机字节序是小端，所以才需要进行字节序转换。

二、字节序转换函数

#include <arpa/inet.h>
// 将 32位主机字节序数据转换成网络字节序数据
//（h：host， n：net，l：long）
uint32_t htonl(uint32_t hostint32);
// 将 16 位主机字节序数据转换成网络字节序数据
uint16_t htons(uint16_t hostint16);
// 将 32 位网络字节序数据转换成主机字节序数据
uint32_t ntohl(uint32_t netint32);
// 将 16 位网络字节序数据转换成主机字节序数据
uint16_t ntohs(uint16_t netint16);

三、IP地址详解

1、IP地址的概念

IP地址分为网络IP和主机IP：
在这里插入图片描述

A类地址第一字节为网络ID，后三个字节为主机ID，范围是1.0.0.1—126.155.255.254；默认子网掩码：255.0.0.0；
B类地址第一二字节为网络ID，后两个字节为主机ID，范围是128.0.0.1—191.255.255.254；默认子网掩码：255.255.0.0；
C类地址前三个字节为网络ID，最后一个字节为主机ID，范围是192.0.0.1—223.255.255.254；默认子网掩码：255.255.255.0；
D类地址用于组播，前四位为1110，范围是224.0.0.1—239.255.255.254；
E类地址用于研究，前五位为11110，范围是240.0.0.1—255.255.255.254。

2、IP地址的两种表示方法：整数和点分十进制

点分十进制->整数：点分十进制->十六进制->十进制（整数）。

整数->点分十进制：十进制（整数）->十六进制->每个字节转换为十进制（整数）。

3、判断IP地址是否合法

IP的格式为：(1~255).(0~255).(0~255).(0~255)；
以小数点开头为非法IP，如：.x.x.x.或者.x.x.xx；
以小数点结尾为非法IP，如：x.x.x.x.；
输入带0开头为非法IP，如：0x.0xx.0x.00x。

四、IP地址转换

1、将点分十进制数串转换成 32 位无符号整数

#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr);

功能： 将点分十进制数串转换成 32 位无符号整数。
参数：
- family：协议族( AF_INET、AF_INET6、PF_PACKET 等 )，常用 AF_INET；
- strptr：点分十进制数串；
- addrptr：32 位无符号整数的地址。
返回值： 成功返回 1 ，失败返回其它。

#include <stdio.h>  
#include <arpa/inet.h>  
int main()  
{  
    char ip_str[]="172.20.223.75";  
    unsigned int ip_uint = 0;  
    unsigned charchar *ip_p = NULL;  
  
    inet_pton(AF_INET,ip_str,&ip_uint);  
    printf("in_uint = %d\n",ip_uint);  
      
    ip_p = (charchar *)&ip_uint;  
    printf("in_uint = %d,%d,%d,%d\n",*ip_p,
    	*(ip_p+1),*(ip_p+2),*(ip_p+3));  
  
    return 0;  
}

1、将点分十进制数串转换成 32 位无符号整数

#include <arpa/inet.h>
const char *inet_ntop( int family, const void *addrptr, 
						char *strptr, size_t len );

功能： 将 32 位无符号整数转换成点分十进制数串。
参数：
- family：协议族( AF_INET、AF_INET6、PF_PACKET 等 )，常用 AF_INET；
- addrptr：32 位无符号整数；
- strptr：点分十进制数串；
- len：strptr 缓存区长度；
  - #define INET_ADDRSTRLEN 16 // for ipv4
  - #define INET6_ADDRSTRLEN 46 // for ipv6
返回值： 成功：则返回字符串的首地址，失败：返回 NULL

转自：https://blog.csdn.net/lianghe_work/article/details/45170285
https://blog.csdn.net/Esther_Heesch/article/details/51476811
https://blog.csdn.net/weixin_36525275/article/details/79456065
https://blog.csdn.net/u014259820/article/details/78833196

网络字节序和IP地址详解

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