Linux网络编程基础---字节序

1.字节序
先上图，帮助理解

假设图 1中在内存 0x1000到 0x1003这连续的 4个字节保存了数据，这段数据对应的数据类型是 int类型。我们知道 int类型的数据在大多数编译器实现中都是 4字节。

那么图 1中这个 int 类型数据，到底是 0x10203040还是 0x40302010？实际上这是依赖于处理器架构的。

对于 little-endian（小端）机器来说，这 4字节数据被解释成 int类型的话它就是 0x10203040，对于big-endian （大端）机器来说，它被解释成0x40302010.

小端的意思就是说，数据的低位（低字节）保存在内存的低地址部分，数据的高位（高字节）保存在内存的高地址部分。按照这个规则，对于小端机器来说，高地址 0x1003 这个位置保存的是数据最高位，0x1000这个地址保存的是数据的最低位，所以最终的 int类型数据就是 0x10203040.

大部分情况下，我们的使用都是小端机器，Intel处理器和 AMD 处理器基本上都是小端的。但是也有一些处理器是大端的。

2.网络字节数

为了能让不同处理器架构的机器进行通信，他们都需要将本机上的字节序转换成网络字节序，这样就解决了不同处理器之间的矛盾。

一般来说，网络字节序和大端机器上的字节序是一样的。

POSIX 提供了 4 个函数（也可能是用宏来实现的），可以让本机字节序和网络字节序之间进行互转。它们分别是：

#include <arpa/inet.h>  

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);  

uint16_t htons(uint16_t hostshort);  

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);  

uint16_t ntohs(uint16_t netshort); 

其中，函数名字中的 h表示 host（本机），n表示 network（网络），而l 表示要转换的数据是4 字节，s表示要转换的数据是 2字节。

我们可通过实验来验证自己的机器是大端和小端的，另外网络字节序又是什么样的。
3. 实验
程序 htonl.c打印整型数据 0x10203040在内存中的样子，然后将其转换成网络字节序后，再打印其在内存中的样子.

//实验:将本机字节序转换为网络字节序  

#include <stdio.h>  
#include <arpa/inet.h>  
#include <stdlib.h>  

union Int  
{  
    char data[4];  
    int x;  
};  



int main()  
{  
    union Int a;  
    union Int b;  
    int i;  

    //本机字节序  
    a.x = 0x10203040;  

    //将本机字节序转换为网络字节序  
    b.x = htonl(a.x);   

    //打印出本机字节序  
    //一个整型数据在4个字节的存储地址以及存储内容  
    printf("a = 0x%08x \n", a.x);  
    for(i = 0; i < 4;i++)  
    {  
        printf("[%p] :%02x \n",a.data+i, a.data[i]);  
    }  

    //打印网络字节序  
    //一个整型数据在4个字节的存储地址以及存储内容  
    printf("\nb = 0x%08x \n", b.x);  
    for(i = 0;i < 4;i++)  
    {  
        printf("[%p] : %02x \n",b.data+i, b.data[i]);  
    }  
    return 0;  
}  

编译和运行

从图 1中可以看到，0x10203040在内存中的样子，低地址保存的是数据低字节，即 0x40，而高地址保存的是数据的高字节，即0x10.

当我们将 0x10203040转换成网络字节序后，在内存中的样子就完全相反了。

1. 知识点总结

   知道什么是字节序
   掌握小端和大端的区别
   为什么会出现网络字节序