Linux 网络编程——网络字节序、地址转换

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：

下面例子为确定主机的字节序：

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *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;
}

网络上的数据流是字节流，对于一个多字节数值，在进行网络传输的时候，先传递哪个字节？也就是说，当接收端收到第一个字节的时候，它是将这个字节作为高位还是低位来处理呢？

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序。
字节序转换函数介绍

以下接口所需头文件：#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostint32);

功能：

将 32 位主机字节序数据转换成网络字节序数据

参数：

hostint32：需要转换的 32 位主机字节序数据，uint32_t 为 32 为无符号整型

返回值：

成功：返回网络字节序的值

uint16_t htons(uint16_t hostint16);

功能：

将 16 位主机字节序数据转换成网络字节序数据

参数：

hostint16：需要转换的 16 位主机字节序数据，uint16_t，unsigned short int

返回值：

成功：返回网络字节序的值

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	int a = 0x01020304;
	short int b = 0x0102;
	
	printf("htonl(0x%08x) = 0x%08x\n", a, htonl(a));
	printf("htons(0x%04x) = 0x%04x\n", b, htons(b));
	
	return 0;
}

运行结果

samba@ubuntu64:~/share/net$ ./a.out 
htonl(0x01020304) = 0x04030201
htons(0x0102) = 0x0201