网络字节序之大小端（字节序与比特序）

      引言：最近在网上看了很多博客，想要深入了解大小端问题，主要是做毕设时，RTP包协议的结构体定义有两种方式，即大端和小端。但是一些博客并没有讲到理解大小端的本质问题，在这里按自己的理解扩充一下，可能有错，望理解！！！

1. 字节序

    字节序即字节的存储顺序，如果数据都是单字节的，那怎么存储无所谓了，但是对于多字节数据，比如int，double等，就要考虑存储的顺序了。字节序是硬件层面的东西，通常只和你使用的处理器架构有关，而和编程语言无关。字节序分为大端序和小端序。

   大端序：数据的高位字节存放在地址的低端 低位字节存放在地址高端。

   小端序：数据的高位字节存放在地址的高端 低位字节存放在地址低端。

2. 比特序

     字节序是一个对象中的多个字节之间的顺序问题，比特序就是一个字节中的8个比特位(bit)之间的顺序问题。一般情况下系统的比特序和字节序是保持一致的。以二进制数值10110101为例，其在不同平台下的内存位序如下：
      大端的含义是数值的最高位1（最左边的1）放在了内存起始位置上，即数值10110101的大端内存布局为10110101。

      小端的含义是数值的最低位1(最右边的1)放在了内存起始位置上，即数值10110101的小端内存布局为10101101。

 3. 位域

      对于位域有一个约定：在C语言的结构体中如果包含了位域，如果位域A定义在位域B之前，那么位域A总是出现在低地址的比特位。 这就决定了网络编程中位域在定义时必须处理大小端问题。(同样，结构体中前面的成员也处于较低的地址)

        对于IP头，可以这样理解，网络传输时version在前，ihl在后，网络是大端序，可以认为version是数字的高位，ihl是低位，所以：

       在大端机中，由于低地址是高位，所以位域version必须在前面。

       在小端机中，由于高地址是高位，所以位域version必须在后面。

4. RTP头大小端处理

       如下图这是网络大端序要接收数据的格式，RTP协议就是这样规定的，网络大端序必须按照这样的顺序发送数据，这样PC机客户端（支持RTP协议）接收到数据后，也会按照这样的格式解析。

        （1）如果你的服务器是大端系统，所以代码中不需要转换，按照正常格式定义变量，在内存中也是按照大端模式存储。

struct _RTP_FIXED_HEADER
{

    unsigned char version:2;        /**//* expect 2 */
    unsigned char padding:1;        /**//* expect 0 */
    unsigned char extension:1;        /**//* expect 1, see RTP_OP below */
    unsigned char csrc_len:4;        /**//* expect 0 */       
    unsigned char marker:1;        /**//* expect 1 */   
    unsigned char payload:7;        /**//* RTP_PAYLOAD_RTSP */
    unsigned short seq_no;        
    unsigned  long timestamp;        
    unsigned long ssrc;            /**//* stream number is used here. */
} __PACKED__;

（2）如果服务器是小端系统，由第二部分比特序可知，我们服务器的代码最后是在服务器上运行，所以定义的结构体变量会以小端方式存放在内存中，也就是我们需要将结构体的比特位倒序，然后存放在小端系统时，里面存放的值的顺序才是大端系统需要的，因为数据的发送与大小端无关，总是从低地址开始发送，直到数据总长度接收。所以我们在存储的时候就调整好位置，如下代码所示：

struct _RTP_FIXED_HEADER
{
    /**//* byte 0 */
    unsigned char csrc_len:4;        /**//* expect 0 */
    unsigned char extension:1;        /**//* expect 1, see RTP_OP below */
    unsigned char padding:1;        /**//* expect 0 */
    unsigned char version:2;        /**//* expect 2 */
    /**//* byte 1 */
    unsigned char payload:7;        /**//* RTP_PAYLOAD_RTSP */
    unsigned char marker:1;        /**//* expect 1 */
    /**//* bytes 2, 3 */
    unsigned short seq_no;            
    /**//* bytes 4-7 */
    unsigned  long timestamp;        
    /**//* bytes 8-11 */
    unsigned long ssrc;            /**//* stream number is used here. */
} __PACKED__;

（3）上述代码中只对比特序进行了调整，这些比特位的组合为一个字节，为单字节序，是不需要转换的，比如我们发送的视频流数据不需要转换，因为他是单字节流。而short与long是多字节序，所以在发送之前需要使用hton（主机转网络字节序）函数对多字节进行转换，代码如下：

ssrc   = htonl(10); 
seq_no = htons(g_rtspClients[is].seqnum++);

总结：内存中如果有一个存好的数，同样一个数，他在大端系统和小端系统的代码中的值却不一样，如果代码中有定义一个数，他在大端小端系统内存中存储的顺序却不一样。

5、多字节序

      如下图：前6个变量为char，他们以字节为单位，各自位成员按大小端比较权重。而short为2字节，该变量本身以2字节为单位，内部以一字节按大小端比较权重，这才有了0x1234与0x3412。long为4字节，4字节为单位，一字节比较权重，这才有了0x12345678与0x78563412。

    （1）如果在大小端系统中传递数据，所以有了转换大小端的说法，也出现了像htonl()、htons()这样的函数去转换大小端字节序的说法。host to network long/short，字节序的转换需要我们做。