网络数据的大小端问题
发布时间：2020-12-15 17:31:11 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：不同 CPU 中，4 字节整数 1 在内存空间的存储方式是不同的。4 字节整数 1 可用 2 进制表示如下： 00000000 00000000 00000000 00000001 有些 CPU 以上面的顺序存储到内存，另外一些 CPU 则以倒序存储，如下所示： 00000001 00000000 00000000 00000000 若不考
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不同 CPU 中，4 字节整数 1 在内存空间的存储方式是不同的。4 字节整数 1 可用 2 进制表示如下：
00000000 00000000 00000000 00000001 有些 CPU 以上面的顺序存储到内存，另外一些 CPU 则以倒序存储，如下所示：00000001 00000000 00000000 00000000 若不考虑这些就收发数据会发生问题，因为保存顺序的不同意味着对接收数据的解析顺序也不同。大端序和小端序CPU 向内存保存数据的方式有两种：
仅凭描述很难解释清楚，不妨来看一个实例。假设在 0x20 号开始的地址中保存 4 字节 int 型数据 0x12345678，大端序 CPU 保存方式如下图所示：  图1：整数 0x12345678 的大端序字节表示 对于大端序，最高位字节 0x12 存放到低位地址，最低位字节 0x78 存放到高位地址。小端序的保存方式如下图所示：  图2：整数 0x12345678 的小端序字节表示 不同 CPU 保存和解析数据的方式不同（主流的 Intel 系列 CPU 为小端序），小端序系统和大端序系统通信时会发生数据解析错误。因此在发送数据前，要将数据转换为统一的格式——网络字节序（Network Byte Order）。网络字节序统一为大端序。 主机 A 先把数据转换成大端序再进行网络传输，主机 B 收到数据后先转换为自己的格式再解析。 网络字节序转换函数在《bind()和connect()函数：绑定套接字并建立连接》一节中讲解了 sockaddr_in 结构体，其中就用到了网络字节序转换函数，如下所示：
//创建sockaddr_in结构体变量
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr,sizeof(serv_addr)); //每个字节都用0填充
serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址
serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口号
htons() 用来将当前主机字节序转换为网络字节序，其中h代表主机（host）字节序，n代表网络（network）字节序，s代表short，htons 是 h、to、n、s 的组合，可以理解为”将 short 型数据从当前主机字节序转换为网络字节序“。常见的网络字节转换函数有：
通常，以 s为后缀的函数中，s代表 2 个字节 short，因此用于端口号转换；以l为后缀的函数中，l代表 4 个字节的 long，因此用于 IP 地址转换。举例说明上述函数的调用过程：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main(){
unsigned short host_port = 0x1234,net_port;
unsigned long host_addr = 0x12345678,net_addr;
net_port = htons(host_port);
net_addr = htonl(host_addr);
printf("Host ordered port: %#xn",host_port);
printf("Network ordered port: %#xn",net_port);
printf("Host ordered address: %#lxn",host_addr);
printf("Network ordered address: %#lxn",net_addr);
system("pause");
return 0;
}
运行结果：Host ordered port: 0x1234 Network ordered port: 0x3412 Host ordered address: 0x12345678 Network ordered address: 0x78563412 另外需要说明的是，sockaddr_in 中保存 IP 地址的成员为 32 位整数，而我们熟悉的是点分十进制表示法，例如 127.0.0.1，它是一个字符串，因此为了分配 IP 地址，需要将字符串转换为 4 字节整数。 inet_addr() 函数可以完成这种转换。inet_addr() 除了将字符串转换为 32 位整数，同时还进行网络字节序转换。请看下面的代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main(){
char *addr1 = "1.2.3.4";
char *addr2 = "1.2.3.256";
unsigned long conv_addr = inet_addr(addr1);
if(conv_addr == INADDR_NONE){
puts("Error occured!");
}else{
printf("Network ordered integer addr: %#lxn",conv_addr);
}
conv_addr = inet_addr(addr2);
if(conv_addr == INADDR_NONE){
puts("Error occured!");
}else{
printf("Network ordered integer addr: %#lxn",conv_addr);
}
system("pause");
return 0;
}
运行结果：Network ordered integer addr: 0x4030201 Error occured! 从运行结果可以看出，inet_addr() 不仅可以把 IP 地址转换为 32 位整数，还可以检测无效 IP 地址。 注意：为 sockaddr_in 成员赋值时需要显式地将主机字节序转换为网络字节序，而通过 write()/send() 发送数据时 TCP 协议会自动转换为网络字节序，不需要再调用相应的函数。 （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |