笔记五--网络字节序和主机字节序

lf0710020211

网络字节序和主机字节序

网络字节顺序NBO(Network Byte Order): 按从高到低的顺序存储，在网络上使用统一的网络字节顺序，可以避免兼容性问题。
主机字节顺序(HBO，Host Byte Order): 不同的机器HBO不相同，与CPU设计有关，数据的顺序是由cpu决定的,而与操作系统无关。

主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式：不同的CPU有不同的字节序类型，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序，这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
a)Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。

网络字节序：4个字节的32bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。

注意：在将一个地址绑定到socket的时候，请先将主机字节序转换成为网络字节序再赋给socket，而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。

htonl、htons、ntohl、ntohs

#include <arpa/inet.h>        //函数头文件

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);//32位的主机字节序转换到网络字节序
uint16_t htons(uint16_t hostshort);//16位的主机字节序转换到网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);//32位的网络字节序转换到主机字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);//16位的网络字节序转换到主机字节序

这里通过调用两个函数htons()和 htolnl()分别用来将 端口和IP地址转换成网络字节序;
这两个函数名中的 h表示host, n表示network, s表示short(2字节/16位), l表示long(4字节/32位)。
因为端口号是16位的，所以我们用htons()把端口号从主机字节 序转换成网络字节序， 而IP地址是32位的，所以我们用htonl()函数把IP地址从主机字节序转换成网络字节序。
hostlong和netlong参数：可当作是4字节（32位）整数；
hostshort和netshort参数：可当作是2字节（16位）整数。

其它函数同理可得，这里不再赘述。
这里注意： uint8_t / uint16_t / uint32_t /uint64_t类型解释如下，如以了解，可自行忽略。
按照posix标准，一般整形对应的*_t类型为：

1字节     uint8_t
2字节     uint16_t
4字节     uint32_t
8字节     uint64_t

这些数据类型是 C99 中定义的，具体定义在：/usr/include/stdint.h ISO C99: 7.18 Integer types <stdint.h>

/* There is some amount of overlap with <sys/types.h> as known by inet code */
#ifndef __int8_t_defined
# define __int8_t_defined
typedef signed char             int8_t;
typedef short int               int16_t;
typedef int                     int32_t;
# if __WORDSIZE == 64
typedef long int                int64_t;
# else
__extension__
typedef long long int           int64_t;
# endif
#endif

/* Unsigned.  */
typedef unsigned char           uint8_t;
typedef unsigned short int      uint16_t;
#ifndef __uint32_t_defined
typedef unsigned int            uint32_t;
# define __uint32_t_defined
#endif
#if __WORDSIZE == 64
typedef unsigned long int       uint64_t;
#else
__extension__
typedef unsigned long long int  uint64_t;
#endif

inet_aton、inet_ntoa（IPv4）

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);//点分十进制字符串转换成网络字节序
char *inet_ntoa(struct in_addr in);        //网络字节序转换成点分十进制字符串

作用：inet_aton()将点分十进制IP地址转换为网络字节序IP地址存储在in_addr结构体当中；
cp参数：字符串常量（点分十进制IP地址）
inp参数：转换结果存储在IPv4结构体中；
函数成功执行则返回该网络字节序表示的无符号整数。

作用：inet_ntoa()将网络字节序IP地址转换为点分十进制IP地址；
in参数：IPv4结构体当中IP地址；
函数成功指向则返回指向点分十进制字符串的指针。

注意：对inet_aton()的调用传递的是指向结构体的指针，而对inet_ntoa()的调用传递的是结构体本身。

inet_pton、inet_ntop（IPv4与IPv6）

#include <arpa/inet.h>

int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr);
const char * inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len);

功能：inet_pton()函数用于将文本字符串转换成网络字节序的二进制地址；
family参数：AF_INET（ipv4）、AF_INET6（ipv6）；
strptr参数：指针指向等待转换的字符串；
addrptr参数：转换成功的二进制结果；
若成功则返回值为1，否则如果所指定的family而言输入字符串不是有效的表达式格式，那么返回值为0。

功能：inet_ntop()函数用于将网络字节序的二进制地址转换成文本字符串；
family参数：AF_INET（ipv4）、AF_INET6（ipv6）；
strptr参数：指针指向等待转换的字符串，不可以是一个空指针；
addrptr参数：转换成功的二进制结果；
调用者必须为目标存储单元分配内存并指定其大小，调用成功时，这个指针就是该函数的返回值。
len参数：目标 存储单元的大小，以免该函数溢出其调用者的缓冲区。如果len太小，不足以容纳表达式结果，那么返回一个空指针，并置为errno为ENOSPC。