主机字节序和网络字节序

1. 为什么会出现字节序的问题？

如果是在同类型机器或者单机上进行通信的时候，很少会出现字节序混乱的情况。但由于网络的特点是将Internet上不同的网络设备和主机进行连接和通信，这决定了使用网络进行开发的程序要兼容于各式各样的设备，同一个数据在不同的设备上要有唯一的含义。

2. 字节序的含义

字节序是计算机存储多字节数据的方式，目前主流的方式有两种：大端字节序和小端字节序。

• 大端字节序也叫高位字节序，是指将高位字节放在内存的低地址端，低位字节放在内存的高地址端。这种字节序与思维习惯不一致，但是与实际数据的表达方式是一致的。如果将内存中的数据直接存放在文件中，打开文件查看会发现和原来的数据的高低位一致。采用大端字节序的典型的代表有PowerPC的UNIX系统。
• 小端字节序也叫低位字节序，是指将低位字节放在内存的低地址端，高位字节放在内存的高地址端。与思维习惯一致，采用低字节的CPU有X86架构的Intel系列产品。

例如，对于十六进制数0x12345678，大端字节序将其存储为0x12 0x34 0x56 0x78，而小端字节序将其存储为0x78 0x56 0x34 0x124。

3. 网络字节序的转换

网络字节序是指在网络上传输数据时，为了保证数据的正确性，规定的一种字节序。网络字节序采用大端字节序，即高位字节存放在内存的低地址端，低位字节存放在内存的高地址端。在C语言中，可以使用头文件<netinet/in.h>中的函数htons()、ntohs()、htonl()、ntohl()进行网络字节序和主机字节序之间的转换。

• s是short数据类型的意思
• l是long数据类型的意思
• h代表的是host，即主机
• n是network，即网络
  所以以上4个函数分别如下：
• htons():表示对于short类型的变量，从主机字节序转换到网络字节序。
• ntohs():表示对于short类型的变量，从网络字节序转换到主机字节序。
• htonl():表示对于long类型的变量，从主机字节序转换到网络字节序。
• ntohl():表示对于long类型的变量，从网络字节序转换到主机字节序。

4. 示例

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>

int main() {
    uint16_t host_num = 0x1234;
    uint16_t net_num = htons(host_num);
    printf("host_num: 0x%x\n", host_num);
    printf("net_num: 0x%x\n", net_num);
    return 0;
}