網路基礎 位元組序

2021-08-10 19:04:28 字數 2307 閱讀 7989

英文版發表在:holmeshe.me

我在讀一些網路系統的原始碼時,htons()和 ntohs() 是兩個最開始困擾我的函式。所以我決定要重新學一下大學裡的知識-位元組序。

位元組序控制了乙個字(word)是怎麼儲存在記憶體裡,以及怎麼在網路上傳輸的。在big-endian中,最高位的byte被儲存在最低的位址,而在little-endian中,最高位則存在最高的位址。

正著

反著在物理媒介上放位元組和鋪地板一樣,正著鋪或者反著鋪都可以。但是乙個系統設計師就需要做個決定,來保證風格一致了。rfc 1700裡面規定,網路協議裡面都使用big-endian 位元組序,但是一些主機的設計師明顯不同意。x86使用little-endian;而arm則兩種都有可能。這就意味著同乙個資料,在不同的系統中存放的實際值是不一樣的。比如說,a1b2c3d4 (寫成十進位制是 2712847316)就會有兩種存放方式,

在上圖中,每乙個框,比如那個a1 的框,代表乙個位元組。這裡要注意,這個字「節序」是以「位元組」 (byte)而不是位(bit)為單位的。

其實計算機處理兩種位元組序都可以,但是人類就總會抱怨little-endian反了。為啥呢?難道把低位位元組設定給低位址,高位位元組給高位址不是最合乎邏輯的做法嗎?

其實,這個是因為我們在紙上(另一種物理媒介)寫這些數字時會在潛意識裡用big-endian。還是那上面的數字舉例(a1b2c3d4),我們的潛意識會在這個數字周圍畫上橫縱座標,

如果我們指揮潛意識從右往左畫這個橫座標,也許我們就可以解決這個直覺和理性之間的矛盾了。

我覺得這麼做也沒啥不對的,畢竟在實際開發中本來就存在各種各樣的座標系,比如:

你覺得呢?

好了,下面我們來看看為啥這些理論這麼重要,並且在實際中都是咋使用的。

這兩個函式就是用來解決網路和主機位元組序不一致的問題。技術上來說,當主機在網路上通訊時,這兩個函式負責轉換主機和網路位元組序。如果主機和網路位元組序是一樣的(這代表主機和網路都用big-endian),這兩個函式啥都不做。而當主機和網路位元組序不一致的話,htons() 把little-endian轉換成big-endian,而ntohs()把big-endian轉換回為little-endian。

類似的還有一對函式,htonl()和ntohl()。這兩個函式除了處理的數字比較大以外,其他的都和htons(),ntohs()一樣,就不贅述了。

#include #define bits_per_byte 8

int main()

printf("\n");

unsigned int anint_net = htons(anint);

truth = &anint_net;

printf("value in decimal after hton: %u\n", anint_net);

printf("0x");

for (int i = 0; i < sizeof(anint_net); i++)

printf("\n");

}

結果是(在我的測試機上):

value in decimal: 2712847316

0xd4c3b2a1

value in decimal after hton: 54467

0xc3d40000

正如上述��,htons()把anint的原始的值轉換成big-endian,用於準備網路傳輸。這個值會在接收方用ntohs()恢復成原始值。雖然這個接受方的部分沒有展示,但是我相信你可以懂的。

我們可以復用上面��中的**來實現乙個函式來判斷主機的位元組序:

int islittle()
實際上還有乙個更簡單的辦法,

cpu | grep "byte order"

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