htonl(),htons(),inet_addr(),inet_ntoa(), inet_aton()函数

本文详细介绍了在网络编程中,主机字节序与网络字节序的转换方法,包括htonl, htons, htonl, ntohs, inet_addr, inet_ntoa等函数的使用,以及它们在网络数据传输中的作用。

参考文章: 
https://blog.youkuaiyun.com/skc361/article/details/37560923
https://www.cnblogs.com/shijingxiang/articles/4693208.html
http://www.cnblogs.com/warren-liuquan/p/3555945.html

    主机字节序和网络字节序,主机字节序分为大端(低字节数据放在内存高地址,高字节数据放在内存低地址)和小端(低字节数据放在内存低地址,高字节数据放在内存高地址)两种方式。网络字节序采用大端方式存储。

在struct sockaddr_in 中的sin_addr 和 sin_port 的字节序为网络字节序(需要 htonl htons 转换),而sin_family 却不需要进行转换,这是因为sin_addr, sin_port是从IP层和传输层取出来的数据,ip地址和端口号需要在网络上进行传输,必须使用网络字节序; 而sin_family 只是内核用来判断 struct sockaddr 是存储什么类型的数据,而且 sin_family 永远不会发送到网络上。

在设置 struct sockaddr_in 结构的时候需要进行网络字节序、主机字节序之间的转换,而在真正进行网络数据传输的时候,send,recv并不需要进行字节序转换,这是因为发送实际数据的时候 是按照 char/unsigned char类型来进行发送,即只有一个字节,不需要字节序转换。由收发双方进行解析。

htonl()

  简述:

  将主机的无符号长整形数转换成网络字节顺序。

  #include <winsock.h>

  u_long PASCAL FAR htonl( u_long hostlong);

  hostlong:主机字节顺序表达的32位数。

  注释:

  本函数将一个32位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序。

  返回值:

  htonl()返回一个网络字节顺序的值。

  参见:

  htons(), ntohl(), ntohs().

htons()

  简述:

  将主机的无符号短整形数转换成网络字节顺序。

  #include <winsock.h>

  u_short PASCAL FAR htons( u_short hostshort);

  hostshort:主机字节顺序表达的16位数。

  注释:

  本函数将一个16位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序。

  返回值:

  htons()返回一个网络字节顺序的值。

  参见:

  htonl(), ntohl(), ntohs(). 

  ---------------------------------------------

  简单地说,htons()就是将一个数的高低位互换

  (如:12 34 --> 34 12)

  VB表示:

  MsgBox Hex(htons(&H1234))

  显示值为 3412

inet_addr()

  简述:将一个点间隔地址转换成一个in_addr。

  #include <winsock.h>

  unsigned long PASCAL FAR inet_addr( const struct FAR* cp);

  cp:一个以Internet标准“.”间隔的字符串。

  注释:

  本函数解释cp参数中的字符串,这个字符串用Internet的“.”间隔格式表示一个数字的Internet地址。返回值可用作Internet地址。所有Internet地址以网络字节顺序返回(字节从左到右排列)。

  Internet地址用“.”间隔的地址可有下列几种表达方式:

  a.b.c.d,a.b.c,a.b,a

  当四个部分都有定值时,每个都解释成一个字节数据,从左到右组成Internet四字节地址。请注意,当一个Internet地址在Intel机器上表示成一个32位整型数时,则上述的字节为“d.c.b.a”。这是因为Intel处理器的字节是从右向左排列的。

  请注意:只有Berkeley支持下述表达法,Internet其余各处均不支持。考虑到与软件的兼容性,应按规定进行使用。

  对一个三部分地址,最后一部分解释成16位数据并作为网络地址的最右两个字节。这样,三部分地址便很容易表示B组网络地址,如“128.net.host”.

  对一个两部分地址,最后一部分解释成24位数据并作为网络地址的最右三个字节,这样,两部分地址便很容易表示C组网络地址,如“net.host”。

  对仅有一个部分的地址,则将它的值直接存入网络地址不作任何字节的重组。

  返回值:

  若无错误发生,inet_addr()返回一个无符号长整型数,其中以适当字节顺序存放Internet地址。如果传入的字符串不是一个合法的Internet地址,如“a.b.c.d”地址中任一项超过255,那么inet_addr()返回INADDR_NONE。

  参见:

  inet_ntoa().

inet_addr()函数的实现

输入是点分的IP地址格式(如A.B.C.D)的字符串,从该字符串中提取出每一部分,转换为ULONG,假设得到4个ULONG型的A,B,C,D,

ulAddress(ULONG型)是转换后的结果,

ulAddress = D<<24 + C<<16 + B<<8 + A(网络字节序),即inet_addr(const char *)的返回结果

另外,我们也可以得到把该IP转换为主机序的结果,转换方法一样

A<<24 + B<<16 + C<<8 + D

inet_ntoa()

  简述:

  将网络地址转换成“.”点隔的字符串格式。

  #include <winsock.h>

  char FAR* PASCAL FAR inet_ntoa( struct in_addr in);

  in:一个表示Internet主机地址的结构。

  注释:

  本函数将一个用in参数所表示的Internet地址结构转换成以“.” 间隔的诸如“a.b.c.d”的字符串形式。请注意inet_ntoa()返回的字符串存放在WINDOWS套接口实现所分配的内存中。应用程序不应假设该内存是如何分配的。在同一个线程的下一个WINDOWS套接口调用前,数据将保证是有效。

  返回值:

  若无错误发生,inet_ntoa()返回一个字符指针。否则的话,返回NULL。其中的数据应在下一个WINDOWS套接口调用前复制出来。

  测试代码如下  

#include <stdio.h>

#include <sys/socket.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <string.h>

int main(int aargc, char* argv[])

{

  struct in_addr addr1,addr2;

  ulong l1,l2;

  l1= inet_addr("192.168.0.74");

  l2 = inet_addr("211.100.21.179");

  memcpy(&addr1, &l1, 4);

  memcpy(&addr2, &l2, 4);

  printf("%s : %s\n", inet_ntoa(addr1), inet_ntoa(addr2)); //注意这一句的运行结果

  printf("%s\n", inet_ntoa(addr1));

  printf("%s\n", inet_ntoa(addr2));

  return 0;

}

  实际运行结果如下:

  192.168.0.74 : 192.168.0.74 //从这里可以看出,printf里的inet_ntoa只运行了一次。

  192.168.0.74

  211.100.21.179

  inet_ntoa返回一个char *,而这个char *的空间是在inet_ntoa里面静态分配的,所以inet_ntoa后面的调用会覆盖上一次的调用。第一句printf的结果只能说明在printf里面的可变参数的求值是从右到左的,仅此而已。

inet_aton()

头文件:#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
完整描述:
int inet_aton(const char *string, struct in_addr*addr);
参数描述:
1 输入参数string包含ASCII表示的IP地址。
2 输出参数addr是将要用新的IP地址更新的结构。
返回值:
如果这个函数成功,函数的返回值非零,如果输入地址不正确则会返回零。使用这个函数并没有错误码存放在errno中,所以它的值会被忽略。

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如何在字符串形式的IP和整数形式的IP之间转换?

有三个函数可以解决这个问题,当然不止这三个函数,只是这三个函数最常用且最易混淆。

隆重推出他们:inet_network(), inet_addr(), inet_aton()!

 三者定义:

int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

in_addr_t inet_network(const char *cp);

三者区别:

先说出区别吧,不卖关子。但其实这样不好,因为我怕你因为知道了结论而不去动手实践了。(你不会的,是吧? ^_^)

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。

inet_addr和inet_network函数都是用于将字符串形式转换为整数形式用的,两者区别很小,inet_addr返回的整数形式是网络字节序,而inet_network返回的整数形式是主机字节序。(你一定会纳闷,为什么函数叫inet_network,却返回的是主机字节序,呵呵,就是这么奇怪,你又有什么办法呢…)其他地方两者并无二异。他俩都有一个小缺陷,那就是当IP是255.255.255.255时,这两个“小子”(对这两个函数的昵称,请谅解…^_^)会认为这是个无效的IP地址,这是历史遗留问题,其实在目前大部分的路由器上,这个255.255.255.255的IP都是有效的。

inet_aton函数和上面这俩小子的区别就是在于他认为255.255.255.255是有效的,他不会冤枉这个看似特殊的IP地址。所以我们建议你多多支持这个函数,那两个小子还是少用为好:)对了,inet_aton函数返回的是网络字节序的IP地址。

好了,区别就这么简单,只要你能潜下心来看五分钟,就OK了。哦,忘了,什么叫网络字节序,什么叫主机字节序?这两个概念,如果你不太了解,你最好去找一本socket编程的书籍看一看,我保证没有5分钟,你就会了解这两个概念。
    
现在一般使用inet_aton和inet_ntoa来处理网络字节和主机字节之间的转换,有两个更新的函数inet_pton和inet_ntop这2个函数能够处理ipv4和ipv6

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    在Unix网络编程中,我们常用到地址转换函数,它将ASCII字符串(如"206.62.226.33")与网络字节序的二进制值(这个值保存在套接口地址结构中)间进行地址的转换。

  1、inet_aton、inet_addr和inet_ntoa在点分十进制数串(例如"206.62.226.33")与它的32位网络字节序二进制值间转换IPv4地址。

 

  2、两个较新的函数:inet_pton和inet_ntop对IPv4和IPv6地址都能进行处理。
 

#include<arpa/inet.h>

/* 返回1:串有效,返回0:串出错 */

int inet_aton(const char *strptr, struct in_addr *addrptr);

/* 若成功,返回32位二进制的网络字节序地址;若出错,返回INADDR_NONE */

in_addr_t inet_addr(const char *strptr);

/* 返回指向点分十进制数串的指针 */

char* inet_ntoa(struct in_addr inaddr); 

inet_pton和inet_ntop两个函数较新,对IPv4和IPv6地址都能进行处理,字母p代表presentation,字母n代表numeric。地址的表达格式通常是ASCII串,数值格式则是存在于套接口地址结构中的二进制值。

#include<arpa/inet.h>

/* 若函数成功,则返回1;若输入不是有效的格式,则函数返回0;若处理失败,函数返回-1 */

int inet_pton(int family, const char *strptr, void *addrptr);

/* 若函数处理成功,返回指向结果的指针;若函数处理失败,返回NULL */

const char* inet_ntop(int family, const void *addrptr, char *strptr, size_t len);

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