网络通信之大小端、字节序转换函数

在上篇文章中我们提到了UDP，TCP有关函数，并知道了一个重要的结构体struct sockaddr。想要实现通信首先要知道通信端的地址，所以首先了解一下IPv4套接字地址结构体。

//IPv4 套接字地址结构体,用来存放地址信息
struct sockaddr_in    //此结构体大小是16字节
{
    sa_family_t sin_family;  //2 字节 协议族(AF_INET、AF_INET6、PF_PACKET)
    in_port_t sin_port;      //2 字节 端口
    struct in_addr sin_addr; //4 字节 地址
    char sin_zero[8]         //8 字节  必须为0
};
struct in_addr
{
    in_addr_t s_addr;     //4 字节
};

注意 : 为了使不同格式地址能被传入套接字函数,地址须要强制转换成通用套接字地址结构。

//此结构体大小是16字节,函数参数的类型是此结构体，但其没有表示地址信息的成员变量,
//所以用IPv4结构体定义,强转成这个就可以了。(关键:大小一样)
struct sockaddr  
{
    sa_family_t sa_family;    // 2 字节
    char sa_data[14];         //14 字节
};  //通用套接字地址结构体,一般用来强转IPv4结构体

所以现在就是怎样给IPv4结构体赋值的问题了。
例子 :

//定义服务器IPv4地址结构(假设服务器的IP10.0.110.110  port=8080)
struct sockaddr_in server_addr;    //定义变量
//memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr));   //清空1
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));     //清空2
//给成员变量赋值
server_addr.sin_family = AF_INET;		//ipv4协议
server_addr.sin_port = htons(8080);		 //给端口赋值,htons作用未知
inet_pton(AF_INET,"10.0.110.110",&server_addr.sin_addr.s_addr)  // 给ip地址赋值,inet_pton作用未知

接下来了解网络编程中的字节序(大小端)、字节序转换函数和地址转换函数。
1.字节序
概念:多字节数据的存储顺序
分类:
(1)大端格式:将高位字节数据存储在低位地址上
(2)小端格式:将低位字节数据存储在低位地址上

特点
1、网络协议指定了通讯字节序——大端
2、只有在多字节数据处理时才需要考虑字节序
3、运行在同一台计算机上的进程相互通信时,一般不用考虑字节序
4、异构计算机之间通讯，需要转换自己的字节序为网络字节序
确定主机的字节序程序。(了解)

#include <stdio.h>
union{
	short s;
	char c[sizeof(short)];
}un;  //公用同一块空间

int main(int argc, const char *argv[])
{
	un.s =0x0102;
	if((un.c[0]==1)&&(un.c[1]==2))  
		printf("big-endian\n");
	if((un.c[0]==2)&&(un.c[1]==1))
		printf("little-endian\n");
	return 0;
}

2.字节序转换函数
注意 : 在需要字节序转换的时候一般调用特定字节序转换函数。
(1)htonl 函数

uint32_t htonl(uint32_t hostint32);
功能:将32位主机字节序数据转换成网络字节序数据
参数:
	@hostint32    :      待转换的 32 位主机字节序数据
返回值:
	成功:返回网络字节序的值  失败:一般不失败
注意:
	将主机字节序的IP地址转换成网络字节序的IP地址。(重点)
头文件:
	#include <arpa/inet.h>

(2)htons 函数

uint16_t htons(uint16_t hostint16);
功能:将16位主机字节序数据转换成网络字节序数据
参数:
	@hostint16    :    待转换的 16 位主机字节序数据
返回值:
	成功:返回网络字节序的值   失败:一般不失败
注意:
	将主机字节序的port端口号转换成网络字节序的port端口号(重点)
头文件:
	#include <arpa/inet.h>

在上面给IPv4结构体变量赋值是用到的htons函数，应该就容易理解了。

(3)ntohl 函数

uint32_t ntohl(uint32_t netint32);
功能:将32位网络字节序数据转换成主机字节序数据
参数:
	@netint32     :     待转换的32位网络字节序数据
返回值:
	成功:返回主机字节序的值
注意:
	将网络字节序的IP地址转换成主机字节序的IP(一般在对接收的数据分析时用来查看ip)
头文件:
	#include <arpa/inet.h>

(4)ntohs 函数

uint16_t ntohs(uint16_t netint16);
功能:将16位网络字节序数据转换成主机字节序数据
参数:
	@netint16     :       待转换的16位网络字节序数据
返回值:
	成功:返回主机字节序的值
注意:
	将网络字节序的port端口号转换成主机字节序的port端口号(一般在对接收的数据分析时用来查看ip)
头文件:
	#include <arpa/inet.h>

3.地址转换函数
在网络通信中IP地址是32位，实际中是点分十进制数串(10.0.110.110直观)。
(1)inet_pton 函数

字符串ip地址转整型数据  (点分十进制数串 转 32位网络字节序IP)
int inet_pton(int family,const char *strptr, void *addrptr);
功能:将点分十进制数串转换成32位无符号整数
参数:
	@family    :    协议族
	@strptr    :    点分十进制数串(例:10.0.110.110)
	@addrptr   :    32位无符号整数的地址
返回值:
	成功:返回1      失败:其它
头文件:
	#include <arpa/inet.h>

在上面给IPv4结构体变量赋值是用到的inet_pton函数，应该就容易理解了。

(2)inet_ntop 函数

整型数据转字符串格式ip地址   (32位网络字节序IP 转 点分十进制数串)
char *inet_ntop(int family, const void *addrptr,char *strptr, size_t len);
功能:将32位无符号整数转换成点分十进制数串
参数:
	family         :      协议族
	addrptr        :      32位无符号整数
	strptr         :      点分十进制数串
	len            :      strptr缓存区长度
						  #define INET_ADDRSTRLEN 16  //ipv4
						  #define INET6_ADDRSTRLEN 46 //ipv6
返回值:
	成功:则返回字符串的首地址      失败:NULL
头文件:
	#include <arpa/inet.h>

到这，可以说从TCP三次握手四次握手 、 TCP，UDP有关函数 到 网络通信有关函数已经通了。可以自己写个有关TCP或UDP通信程序了。

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