關於網路位元組序和主機位元組序

2022-07-08 22:12:12 字數 2823 閱讀 5847

我們在進行網路程式設計的時候,有時候會遇到位元組序轉換的問題,為什麼呢?因為我們都知道計算機對於資料的儲存有兩種方式,一種是大端模式,一種是小端模式,但是我們資料在網路上傳輸都是大端模式,這是為了統一。

當我們傳送端主機是小端模式時,我們要將主機的小端模式的位元組序轉換成網路的大端模式

當我們接收端主機是小端模式時,我們要將網路的大端模式轉換為接收端主機的小端模式

當我們傳送端主機是大端模式時,我們無需進行轉換

當我們接收端主機是大端模式時,我們也無需進行轉換

htonl() 將主機位元組序轉換為網路位元組序 long

ntohl() 將網路位元組序轉換為主機位元組序 long

htons() 將主機位元組序轉換為網路位元組序 short

ntohs() 將網路位元組序轉換為主機位元組序 short

在使用little endian的系統中 這些函式會把位元組序進行轉換 

在使用big endian型別的系統中 這些函式會定義成空巨集

所以不要管主機到底是什麼位元組序,你只要轉換即可,即使用htonl()。。。這些函式,如果你的機子是大端模式的話,那麼這些函式反正就是空的巨集定義,所以這樣子的話,你無須關心,你自己的機子到底是大端的還是小端的。

詳解請看下面:

不同的cpu有不同的位元組序型別 這些位元組序是指整數在記憶體中儲存的順序 這個叫做主機序 

最常見的有兩種:

1. little endian:將低序位元組儲存在起始位址 

2. big endian:將高序位元組儲存在起始位址 

le little-endian 

最符合人的思維的位元組序 

位址低位儲存值的低位 

位址高位儲存值的高位 

怎麼講是最符合人的思維的位元組序,是因為從人的第一觀感來說 

低位值小,就應該放在記憶體位址小的地方,也即記憶體位址低位 

反之,高位值就應該放在記憶體位址大的地方,也即記憶體位址高位 

be big-endian 

最直觀的位元組序 

位址低位儲存值的高位 

位址高位儲存值的低位 

為什麼說直觀,不要考慮對應關係 

只需要把記憶體位址從左到右按照由低到高的順序寫出 

把值按照通常的高位到低位的順序寫出 

兩者對照,乙個位元組乙個位元組的填充進去

例子:在記憶體中雙字0x01020304(dword)的儲存方式 

記憶體位址 

4000 4001 4002 4003 

le 04 03 02 01 

be 01 02 03 04 

例子:如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的記憶體中,則結果為 

big-endian little-endian 

0x0000 0x12 0xcd 

0x0001 0x34 0xab 

0x0002 0xab 0x34 

0x0003 0xcd 0x12 

x86系列cpu都是little-endian的位元組序.

網路位元組順序是tcp/ip中規定好的一種資料表示格式,它與具體的cpu型別、作業系統等無關,從而可以保證資料在不同主機之間傳輸時能夠被正確解釋。網路位元組順序採用big endian排序方式。 

為了進行轉換 bsd socket提供了轉換的函式 有下面四個 

htons 把unsigned short型別從主機序轉換到網路序 

htonl 把unsigned long型別從主機序轉換到網路序 

ntohs 把unsigned short型別從網路序轉換到主機序 

ntohl 把unsigned long型別從網路序轉換到主機序 

在使用little endian的系統中 這些函式會把位元組序進行轉換 

在使用big endian型別的系統中 這些函式會定義成空巨集 

同樣 在網路程式開發時 或是跨平台開發時 也應該注意保證只用一種位元組序 不然兩方的解釋不一樣就會產生bug.

注: 1、網路與主機位元組轉換函式:htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network)

2、不同的cpu上執行不同的作業系統,位元組序也是不同的,參見下表。 

處理器 作業系統 位元組排序 

alpha 全部 little endian 

hp-pa nt little endian 

hp-pa unix big endian 

intelx86 全部 little endian <-----x86系統是小端位元組序系統 

motorola680x() 全部 big endian 

mips nt little endian 

mips unix big endian 

powerpc nt little endian 

powerpc 非nt big endian <-----ppc系統是大端位元組序系統 

rs/6000 unix big endian 

sparc unix big endian 

ixp1200 arm核心 全部 little endian

3.位元組順序是指佔記憶體多於乙個位元組型別的資料在記憶體中的存放順序,通常有小端、大端兩種位元組順序。小端位元組序指低位元組資料存放在記憶體低位址處,高位元組資料存 放在記憶體高位址處;大端位元組序是高位元組資料存放在低位址處,低位元組資料存放在高位址處。基於x86平台的pc機是小端位元組序的,而有的嵌入式平台則是大端 位元組序的。 

因而對int、uint16、uint32等多於1位元組型別的資料,在這些嵌入式平台上應該變換其儲存順序。通常我們認為,在空中傳輸的位元組的 順序即網路位元組序為標準順序,考慮到與協議的一致以及與同類其它平台產品的互通,在程式中發資料報時,將主機位元組序轉換為網路位元組序,收資料報處將網路字 節序轉換為主機位元組序

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