面试题求解:主机字节序和网络字节序

[TrueZq]

虽然平时编程都知道如何处理，但真要自己很流利地说出来感觉有点困难。
寻求简短精练解答。

[zhouzhidong2004]

这个很简单看一看网络书就知道了

[kingzai]

1.网络字节序和主机字节序一个是高位在前，一个是低位在前。
比如网络字节序为0x0010， 则主机字节序就是 0x1000
2.给定系统所用的字节序称为主机字节序（host byte order）.
网络协议指定为网络字节序（network byte order），

[逍遥的心]

IPv4 套接口地址结构
struct in_address {
in_addr_t s_addr ;
}
// 32bits IPv4 地址
//网络字节顺序 Network Byte Order

struct sockaddr_in{
unit8_t sin_len; //长度成员, 无需设置
sa_family_t sin_family; //套接口结构地址族，AF_INET
in_port_t sin_port; //16位TCP 或 UDP 端口号
struct in_addr sin_addr; //32位TCP 或 UDP 端口地址
char sin_zero[8]; //未用
}
//in: internet
//s: socket


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通用套接口地址结构
套接口地址结构仅在给定主机上使用。结构中的某些成员(IP地址和端口号)用在不同主机

间的通信中，但结构本身并不参与通信.

当作为参数传递给任一个套接口函数时，套接口地址结构总是通过指针来传递，但通过指

针来取得此参数的套接口函数必须处理来自所支持的任何协议族的套接口地址结构.

通用套接口结构

struct sockaddr{
uint8_t sa_len;
sa_family_t sa_family;
char sa_data[14]
};

通用的套接口地址结构的用途:给指向持定于协议的地址结构的指针转换类型。


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强制类型转换
函数的调用:

将指向特定于协议的套接口地址结构的指针类型-> 指向通用套接口地址结构的指针。

函数原型：
int connect( int, struct sockaddr *, socklen_t)

..............
struct sockaddr-in servaddr;

..................

connect(sockfd,(sturct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr));
.....................


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字节排序函数
一个16位整数，它由2个字节组成。

内存中存储这两个字节有两种方法：

小端字节序:低序字节存储在起始地址

大端字节序:高序字节存储在起始地址

网际协议必须指定一个网络字节序(Network Byte Order)

主机字节序和网络字节序的转换函数：

#include <netinet/in.h>
unit16_t htons(uint16_t host16bitvalue);

unit32_t htons(uint32_t host32bitvalue);

unit16_t ntohs(uint16_t net16bitvalue);

unit32_t ntohs(uint32_t net32bitvalue);

h : host
n : network
s : short (16 bits)
l : long (32 bits)


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字节/字节流操纵函数
void bzero(void *dest,size_t nbytes);//清零

void bcopy(const void *src,void *dest,siz_t nbytes);

int bcmp(const void *ptr1,const void *ptr2,size_t nbytes);

返回：0——相等，非0——不相等
void *memset(void *dest,int c,size_t len);

void *memcpy(void *dest,const void *src,size_t nbytes);

it memcmp(const void *ptr1,const void *ptr2,size_t nbytes);

返回：0——相同，非0——不相同

字节流读写函数

ssize_t readn(int filedes, void * buff, size_t nbytes);

ssize_t writen(int filedes, const void *buff, size_t nbytes);

ssize_t readline(intfiledes, void *buff, size_t maxlen);


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地址转换函数
#include <arpe/inet.h>

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

返回：1——串有效，0——串出错

in_addr_t inet_addr(const char *strptr);

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

char *inet_ntoa (struct in_addr inaddr);

返回：指向点分十进制数串指针

ine-aton 将 strptr 所指的C字符串转换成32位的网络字节序二进制值并通过指针

addrptr来存储。如果成功返回1，否则返回0。

inet-addr 将 strptr 所指的C字符串转换成32位的网络字节序二进制值并通过涵数值返回。

函数inet-ntoa将一个32位的网络字节序二进制IPv4地址转换成相应的点分十进制数串。

如: 202.116.34.194.4000 (IP:202.116.34.194 端口4000)

可用于 IPv4 和 IPv6的函数

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

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

p： presentation 地址的表示 202.116.34.194

n： numeric 数值格式 16bits/32bits integer


family : AF_INET 或 AF_INET6

[PiggyXP]

呵呵，同情楼主，其实也确实是这样，虽然很多东西我们平常都在常用，比较熟悉，但是真要在考官面前详细彻底的说出个一二三来还是有难度的呵呵^_^

[PiggyXP]

IP地址的三种表示格式及在开发中的应用

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作者：东方盾牌

使用TCP/IP协议进行网络应用开发的朋友首先要面对的就是对IP地址信息的处理。IP地址其实有三种不同的表示格式，关于这一点，如果你还不知道，亦或对相关的知识还有所迷惑，本文对你将会有很大的帮助。
IP地址是IP网络中数据传输的依据，它标识了IP网络中的一个连接，一台主机可以有多个IP地址，IP分组中的IP地址在网络传输中将保持不变。下面具体介绍IP地址的三种不同表示格式。
一、点分10进制表示格式
这是我们最常见的表示格式，比如某机的IP地址可能为“202.101.105.66”。事实上，对于Ipv4（IP版本）来说，IP地址是由一个32位的二进制数所构成，但这样一串数字序列无疑是十分冗长并且难以阅读和记忆的。为了方便人们的记忆和使用，就将这串数字序列分成4组，每组8位，并改为用10进制数进行表示，最后用小原点隔开，于是就演变成了“点分10进制表示格式”。
来看看刚才那个IP地址的具体转化过程：
IP地址：11001010011001010110100101000010
分成4组后：11001010 01100101 01101001 01000010
十进制表示：202 101 105 66
点分表示：202.101.105.66
二、网络字节顺序格式（NBO，Network Byte Order）
下面我们来谈谈网络字节顺序格式，它和我们后面将要介绍的主机字节顺序格式一样，都只在进行网络开发中才会遇到。因此，在下面的介绍中，我假设读者对Socket编程知识有一定的基础。
在网络传输中，TCP/IP协议在保存IP地址这个32位二进制数时，协议规定采用在低位存储地址中包含数据的高位字节的存储顺序，这种顺序格式就被称为网络字节顺序格式。在实际网络传输时，数据按照每32位二进制数为一组进行传输，由于存储顺序的影响，实际的字节传输顺序是由高位字节到低位字节的传输顺序。
为了使通信的双方都能够理解数据分组所携带的源地址、目的地址以及分组的长度等二进制信息，无论是主机还是路由器，在发送每一个分组以前，都必须将二进制信息转换为TCP/IP标准的网络字节顺序格式。网络字节顺序格式的地址不受主机、路由器类型的影响，它的表示是唯一的。
在Socket编程开发中，通过函数inet_addr和inet_ntoa可以实现点分字符串与网络字节顺序格式IP地址之间的转换。
inet_addr函数原型如下：
unsigned long inet_addr(const char FAR * cp)
函数中的参数cp指向网络中标准的点分地址字符串，其中每个以点分开的数字不可以大于255，这些数字可以是十进制、八进制、十六进制或者混合使用。如“10.23.2.3”、“012.003.002.024”、“0xa.0x3.0x14.0x2”、“10.003.2.0x12”。
下面举一个函数小例子，该函数可以用来测试一目标主机的某端口是否开放，这是端口扫描技术的基础。
BOOL ScanPort(char * m_IP,u_short m_port)
{
struct sockaddr_in m_SqlAddress;; //server's address.
SOCKET m_socket;;
int ret;;
memset((char *)&m_SqlAddress,0,sizeof(m_SqlAddress));;
m_SqlAddress.sin_port = htons(m_port);;
m_SqlAddress.sin_addr.s_addr = inet_addr(m_IP);;
m_SqlAddress.sin_family = AF_INET;;

m_socket = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);; //Create TCP Connect.
if(m_socket < 0)
return FALSE;;
ret = connect(m_socket,(struct sockaddr *)&m_SqlAddress,sizeof(m_SqlAddress));;
return(ret);;
}
三、主机字节顺序格式（HBO，Host Byte Order）
主机字节顺序格式顾名思义，其IP地址的格式是和具体主机或者路由器相关的。对于不同的主机，在进行IP地址的存储时有不同的格式，比如对于Motorola 68k系列主机，其HBO与NBO是相同的。而对于Intel x86系列，HBO与NBO则正好相反。
在Socket编程中，有四个函数来完成主机字节顺序格式和网络字节顺序格式之间的转换，它们是：htonl、htons、ntohl、和ntohs。htons和ntohs完成16位无符号数的相互转换，htonl和ntohl完成32位无符号数的相互转换。
在实际应用中我们常见到将端口号转换的例子（如上例）。这是因为，如果用户输入一个数字，而且将指定使用这一数字作为端口号，应用程序则必须在使用它建立地址以前，把它从主机字节顺序转换成网络字节顺序（使用htons（）函数），以遵守TCP/IP协议规定的存储标准。相应地，如果应用程序希望显示包含于某一地址中的端口号（例如从getpeername（）函数中返回的），这一端口号就必须在被显示前从网络顺序转换到主机顺序（使用ntohs（）函数）。
那么，对于IP地址，主机字节顺序格式的转换又有哪些应用呢？
应用一，如果想知道从202.156.2.23到202.156.9.65这两个IP之间到底有多少个主机地址怎么办？这时就可以将两个IP地址转换为主机字节顺序的格式然后相减来得到，具体的实现如下：
int GetIPCount（char * ip1,char * ip2）
{
long pp;;
long ss;;

pp = ntohl(inet_addr(ip1));;
ss = ntohl(inet_addr(ip2));;

return(ss - pp + 1);;
}
应用二，如果对一个网段进行扫描，比如，当前正在扫描202.156.23.255，怎么让程序知道下一个应扫的IP是202.156.24.0？这时可以将当前IP转换成主机字节顺序格式并加1后，在转换回网络格式即可，具体实现如下：
char * GetNextIp(char * m_curip)
{
struct sockaddr_in in;;
long pp;;
char * re;;

pp = ntohl(inet_addr(m_curip));;
pp = pp + 1;;

in.sin_addr.s_addr = htonl(pp);;
re = inet_ntoa(in.sin_addr);;

return (re);;
}
总结
本文介绍了IP地址的三种不同表示格式，包括各种格式产生的原因、具体含义以及在Socket编程开发中的一些应用。在实际应用中，必须遵循应用时所应采用的格式标准，同时还应灵活运用格式间的相互转换以及计算技巧。通过对本文的阅读，希望可以给读者在以后的学习和工作开发带来启发。

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[oyljerry]

就记得两者是相反得。^_^

[whwjn]

2楼说的没错，主机字节序高位在高内存，网络顺序高位在前，低位在后

[keios]

和CPU有关，要不然也不叫“主机字节序”了。
x86上正好相反，AIX上是相同的

[Magnus]

简而言之，
PC的x86体系是低位字节在前，
高位字节在后，
而网络字节顺序则相反，
socket变成的时候经常需要调用ntol之类的函数进行转换，

[DentistryDoctor]

Magnus的解释一语中的。

[msdn_user]

主机字节序和cpu有关
网络字节序和cpu无关
主机字节序和网络字节序有时候相同
有时候相反