【转载】3.Linux 网络编程——网络字节序、地址转换

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网络字节序

故事的起源

“endian”这个词出自《格列佛游记》。小人国的内战就源于吃鸡蛋时是究竟从大头(Big-Endian)敲开还是从小头(Little-Endian)敲开,由此曾发生过六次叛乱,其中一个皇帝送了命,另一个丢了王位。


我们一般将“endian”翻译成“字节序”,将 Big-Endian 和 Little-Endian 称作“大端格式”和“小端格式”。


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:


     
     
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(int argc, char *argv[])
  3. {
  4. unsigned int a = 0x12345678;
  5. unsigned char *p = ( unsigned char *)&a; //只取一个字节
  6. if( 0x12 == *p){
  7. printf( "Big-Endian\n");
  8. } else if( 0x78 == *p){
  9. printf( "Little-Endian\n");
  10. }
  11. return 0;
  12. }

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


测试示例:


     
     
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <arpa/inet.h>
  3. int main(int argc, char *argv[])
  4. {
  5. int a = 0x01020304;
  6. short int b = 0x0102;
  7. printf( "htonl(0x%08x) = 0x%08x\n", a, htonl(a));
  8. printf( "htons(0x%04x) = 0x%04x\n", b, htons(b));
  9. return 0;
  10. }

运行结果如下:



uint32_t ntohl(uint32_t netint32);

功能:

将 32 位网络字节序数据转换成主机字节序数据

参数:

netint32:待转换的 32 位网络字节序数据,uint32_t,unsigned int

返回值:

成功:返回主机字节序的值


uint16_t ntohs(uint16_t netint16);

功能:

将 16 位网络字节序数据转换成主机字节序数据

参数:

netint16:待转换的 16 位网络字节序数据,uint16_t,unsigned short int

返回值:

成功:返回主机字节序的值


地址转换函数

以下接口所需头文件:#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


测试示例:


     
     
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <arpa/inet.h>
  3. int main()
  4. {
  5. char ip_str[]= "172.20.223.75";
  6. unsigned int ip_uint = 0;
  7. unsigned char *ip_p = NULL;
  8. inet_pton(AF_INET,ip_str,&ip_uint);
  9. printf( "in_uint = %d\n",ip_uint);
  10. ip_p = ( char *)&ip_uint;
  11. printf( "in_uint = %d,%d,%d,%d\n",*ip_p,*(ip_p+ 1),*(ip_p+ 2),*(ip_p+ 3));
  12. return 0;
  13. }

运行结果如下:


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

len 的宏定义
#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


测试示例:


     
     
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <arpa/inet.h>
  3. int main()
  4. {
  5. unsigned char ip[] = { 172, 20, 223, 75};
  6. char ip_str[ 16] = "NULL";
  7. inet_ntop(AF_INET,( unsigned int *)ip,ip_str, 16);
  8. printf( "ip_str = %s\n",ip_str);
  9. return 0;
  10. }

运行结果如下:



测试示例代码下载请点此处。



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转载自www.cnblogs.com/xjyxp/p/11146400.html