Part 1: htons函數(shù)具體解釋
在Linux和Windows網絡編程時需要用到htons和htonl函數(shù),用來將主機字節(jié)順序轉換為網絡字節(jié)順序。
在Intel機器下,執(zhí)行以下程序
int main()
...{
printf("%d /n",htons(16));
return 0;
}
得到的結果是4096,初一看感覺很怪。
解釋如下,數(shù)字16的16進制表示為0x0010,數(shù)字4096的16進制表示為0x1000。 由于Intel機器是小尾端,存儲數(shù)字16時實際順序為1000,存儲4096時實際順序為0010。因此在發(fā)送網絡包時為了報文中數(shù)據為0010,需要經過htons進行字節(jié)轉換。如果用IBM等大尾端機器,則沒有這種字節(jié)順序轉換,但為了程序的可移植性,也最好用這個函數(shù)。
另外用注意,數(shù)字所占位數(shù)小于或等于一個字節(jié)(8 bits)時,不要用htons轉換。這是因為對于主機來說,大小尾端的最小單位為字節(jié)(byte)。
Part 2: 大小端模式
不同的CPU有不同的字節(jié)序類型 這些字節(jié)序是指整數(shù)在內存中保存的順序 這個叫做主機序
最常見的有兩種
1. Little endian:將低序字節(jié)存儲在起始地址
2. Big endian:將高序字節(jié)存儲在起始地址
LE little-endian
最符合人的思維的字節(jié)序
地址低位存儲值的低位
地址高位存儲值的高位
怎么講是最符合人的思維的字節(jié)序,是因為從人的第一觀感來說
低位值小,就應該放在內存地址小的地方,也即內存地址低位
反之,高位值就應該放在內存地址大的地方,也即內存地址高位
BE big-endian
最直觀的字節(jié)序
地址低位存儲值的高位
地址高位存儲值的低位
為什么說直觀,不要考慮對應關系
只需要把內存地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,一個字節(jié)一個字節(jié)的填充進去
例子:在內存中雙字0x01020304(DWORD)的存儲方式
內存地址
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開始的內存中,則結果為
big-endian little-endian
0x0000 0x12 0xcd
0x0001 0x23 0xab
0x0002 0xab 0x34
0x0003 0xcd 0x12
x86系列CPU都是little-endian的字節(jié)序.
網絡字節(jié)順序是TCP/IP中規(guī)定好的一種數(shù)據表示格式,它與具體的CPU類型、操作系統(tǒng)等無關,從而可以保證數(shù)據在不同主機之間傳輸時能夠被正確解釋。網絡字節(jié)順序采用big endian排序方式。
為了進行轉換 bsd socket提供了轉換的函數(shù) 有下面四個
htons 把unsigned short類型從主機序轉換到網絡序
htonl 把unsigned long類型從主機序轉換到網絡序
ntohs 把unsigned short類型從網絡序轉換到主機序
ntohl 把unsigned long類型從網絡序轉換到主機序
在使用little endian的系統(tǒng)中 這些函數(shù)會把字節(jié)序進行轉換
在使用big endian類型的系統(tǒng)中 這些函數(shù)會定義成空宏
同樣 在網絡程序開發(fā)時 或是跨平臺開發(fā)時 也應該注意保證只用一種字節(jié)序 不然兩方的解釋不一樣就會產生bug.
注:
1、網絡與主機字節(jié)轉換函數(shù):htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network)
2、不同的CPU上運行不同的操作系統(tǒng),字節(jié)序也是不同的,參見下表。
處理器 操作系統(tǒng) 字節(jié)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(tǒng)是小端字節(jié)序系統(tǒng)
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(tǒng)是大端字節(jié)序系統(tǒng)
RS/6000 UNIX Big endian
SPARC UNIX Big endian
IXP1200 ARM核心 全部 Little endian
本文來自CSDN博客,轉載請標明出處:http://blog.csdn.net/zouxinfox/archive/2007/10/07/1814088.aspx
Part 3: 模擬htonl、ntohl、htons、ntohs函數(shù)實現(xiàn)
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今天在如鵬網里討論htonl、ntohl在不同機器的區(qū)別,特意模擬了htonl、ntohl、htons、ntohs函數(shù)實現(xiàn)。
實現(xiàn)如下:
typedef unsigned short int uint16;
typedef unsigned long int uint32;
// 短整型大小端互換
#define BigLittleSwap16(A) ((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | /
(((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))
// 長整型大小端互換
#define BigLittleSwap32(A) ((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | /
(((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | /
(((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | /
(((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))
// 本機大端返回1,小端返回0
int checkCPUendian()
{
union{
unsigned long int i;
unsigned char s[4];
}c;
c.i = 0x12345678;
return (0x12 == c.s[0]);
}
// 模擬htonl函數(shù),本機字節(jié)序轉網絡字節(jié)序
unsigned long int HtoNl(unsigned long int h)
{
// 若本機為大端,與網絡字節(jié)序同,直接返回
// 若本機為小端,轉換成大端再返回
return checkCPUendian() ? h : BigLittleSwap32(h);
}
// 模擬ntohl函數(shù),網絡字節(jié)序轉本機字節(jié)序
unsigned long int NtoHl(unsigned long int n)
{
// 若本機為大端,與網絡字節(jié)序同,直接返回
// 若本機為小端,網絡數(shù)據轉換成小端再返回
return checkCPUendian() ? n : BigLittleSwap32(n);
}
// 模擬htons函數(shù),本機字節(jié)序轉網絡字節(jié)序
unsigned short int HtoNs(unsigned short int h)
{
// 若本機為大端,與網絡字節(jié)序同,直接返回
// 若本機為小端,轉換成大端再返回
return checkCPUendian() ? h : BigLittleSwap16(h);
}
// 模擬ntohs函數(shù),網絡字節(jié)序轉本機字節(jié)序
unsigned short int NtoHs(unsigned short int n)
{
// 若本機為大端,與網絡字節(jié)序同,直接返回
// 若本機為小端,網絡數(shù)據轉換成小端再返回
return checkCPUendian() ? n : BigLittleSwap16(n);
}