网络序主机序

主机序和网络序

2010-09-05 16:43

不同的CPU有不同的字节序类型 这些字节序是指整数在内存中保存的顺序 这个叫做主机序，最常见的有两种： 1． Little endian：将低序字节存储在起始地址，就是俗称的小头，地址低位存储值的低位，地址高位存储值的高位 2． Big endian：将高序字节存储在起始地址，就是俗称的大头，地址低位存储值的高位，地址高位存储值的低位 网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian排序方式。 为进行转换socket提供下面四个函数： htons 把unsigned short类型从主机序转换到网络序 htonl 把unsigned long类型从主机序转换到网络序 ntohs 把unsigned short类型从网络序转换到主机序 ntohl 把unsigned long类型从网络序转换到主机序 使用little endian的系统中 这些函数会把字节序进行转换，使用big endian类型的系统中 这些函数会定义成空宏 在网络程序开发时或跨平台开发时应该注意保证只用一种字节序   主机序根据cpu和操作系统的类型会有Little-Endian（小字节序）、BIG-ENDIAN（大字节序）两种。x86架构的cpu不管操作系统是NT还是unix系的，都是小字节序。而PowerPC 、SPARC和Motorola处理器则很多是大字节序。     在用C/C++写通信程序时，在发送数据前务必用htonl和htons去把整型和短整型的数据进行从主机字节序到网络字节序的转换，而接收数据后对于整型和短整型数据则必须调用ntohl和ntohs实现从网络字节序到主机字节序的转换。如果通信的一方是JAVA程序、一方是C/C++程序时，则需要在 C/C++一侧使用以上几个方法进行字节序的转换，而JAVA一侧，则不需要做任何处理，因为JAVA字节序与网络字节序都是BIG-ENDIAN，只要 C/C++一侧能正确进行转换即可（发送前从主机序到网络序，接收时反变换）。如果通信的双方都是JAVA，则根本不用考虑字节序的问题了。 不同的CPU有不同的字节序类型 这些字节序是指整数在内存中保存的顺序 这个叫做主机序 最常见的有两种 1． Little endian：将低序字节存储在起始地址（低位字节存储在内存中低位地址）符合思维逻辑 2． Big endian：将高序字节存储在起始地址（高位字节存储在内存中低位地址）看起来直观 LE little-endian 最符合人的思维的字节序 地址低位存储值的低位 地址高位存储值的高位 怎么讲是最符合人的思维的字节序，是因为从人的第一观感来说 低位值小，就应该放在内存地址小的地方，也即内存地址低位 反之，高位值就应该放在内存地址大的地方，也即内存地址高位 BE big-endian 最直观的字节序 地址低位存储值的高位 地址高位存储值的低位 为什么说直观，不要考虑对应关系 只需要把内存地址从左到右按照由低到高的顺序写出 把值按照通常的高位到低位的顺序写出 两者对照，一个字节一个字节的填充进去 例子：在内存中双字0x01020304(DWORD)的存储方式 内存地址 4000 4001 4002 4003 LE 04 03 02 01 BE 01 02 03 04 例子：如果我们将0x1234abcd写入到以0x0000开始的内存中，则结果为       big-endian   little-endian 0x0000   0x12       0xcd 0x0001   0x23       0xab 0x0002   0xab       0x34 0x0003   0xcd       0x12 x86系列CPU都是little-endian的字节序. 网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian排序方式。 为了进行转换 bsd socket提供了转换的函数 有下面四个 htons 把unsigned short类型从主机序转换到网络序 htonl 把unsigned long类型从主机序转换到网络序 ntohs 把unsigned short类型从网络序转换到主机序 ntohl 把unsigned long类型从网络序转换到主机序 在使用little endian的系统中 这些函数会把字节序进行转换 在使用big endian类型的系统中 这些函数会定义成空宏 同样 在网络程序开发时 或是跨平台开发时 也应该注意保证只用一种字节序 不然两方的解释不一样就会产生bug. 注： 1、网络与主机字节转换函数:htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network) 2、不同的CPU上运行不同的操作系统，字节序也是不同的，参见下表。 处理器     操作系统     字节排序 Alpha     全部     Little endian HP-PA     NT     Little endian HP-PA     UNIX     Big endian Intelx86     全部     Little endian <-----x86系统是小端字节序系统 Motorola680x()     全部     Big endian MIPS     NT     Little endian MIPS     UNIX     Big endian PowerPC     NT     Little endian PowerPC     非NT     Big endian   <-----PPC系统是大端字节序系统 RS/6000     UNIX     Big endian SPARC     UNIX     Big endian IXP1200 ARM核心     全部     Little endian 1．BIG-ENDIAN、LITTLE-ENDIAN跟多字节类型的数据有关的比如int,short,long型，而对单字节数据byte却没有影响。BIG-ENDIAN就是低位字节排放在内存的高端，高位字节排放在内存的低端。而LITTLE-ENDIAN正好相反。 　　比如 int a = 0x05060708 　　在BIG-ENDIAN的情况下存放为： 　　字节号 0 1 2 3 　　数据 05 06 07 08 　　在LITTLE-ENDIAN的情况下存放为： 　　字节号 0 1 2 3 　　数据 08 07 06 05 　　2．BIG-ENDIAN、LITTLE-ENDIAN、跟CPU有关的，每一种CPU不是BIG-ENDIAN就是LITTLE- ENDIAN、。IA架构的CPU中是Little-Endian，而PowerPC 、SPARC和Motorola处理器。这其实就是所谓的主机字节序。而网络字节序是指数据在网络上传输时是大头还是小头的，在Internet的网络字节序是BIG-ENDIAN。所谓的JAVA字节序指的是在JAVA虚拟机中多字节类型数据的存放顺序，JAVA字节序也是BIG-ENDIAN。 　　3．所以在用C/C++写通信程序时，在发送数据前务必用htonl和htons去把整型和短整型的数据进行从主机字节序到网络字节序的转换，而接收数据后对于整型和短整型数据则必须调用ntohl和ntohs实现从网络字节序到主机字节序的转换。如果通信的一方是JAVA程序、一方是 C/C++程序时，则需要在C/C++一侧使用以上几个方法进行字节序的转换，而JAVA一侧，则不需要做任何处理，因为JAVA字节序与网络字节序都是 BIG-ENDIAN，只要C/C++一侧能正确进行转换即可（发送前从主机序到网络序，接收时反变换）。如果通信的双方都是JAVA，则根本不用考虑字节序的问题了。 　　4．如果网络上全部是PowerPC,SPARC和Motorola CPU的主机那么不会出现任何问题，但由于实际存在大量的IA架构的CPU，所以经常出现数据传输错误。 　　5．文章开头所提出的问题，就是因为程序运行在X86架构的PC SERVER上，发送数据的一端用C实现的，接收一端是用JAVA实现的，而发送端在发送数据前未进行从主机字节序到网络字节序的转换，这样接收端接收到的是LITTLE-ENDIAN的数据，数据解释自然出错。