tcp/ip网络字节序

1.htons   htonl   ntohs   ntonl

网络字节顺序与本地字节顺序之间的转换  
    h   to   n   :   host   to   network  
    n   to   h   :   network   to   host  
    s   :   short  
    l   :   long  

 主机字节顺序跟芯片有关，如Intel就是低位在前，高位在后  
  网络字节顺序跟芯片无关，高位在前，低位在后  

一、字节序定义
字节序，顾名思义字节的顺序，再多说两句就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序(一个字节的数据当然就无需谈顺序的问题了)。

其实大部分人在实际的开发中都很少会直接和字节序打交道。唯有在跨平台以及网络程序中字节序才是一个应该被考虑的问题。

在所有的介绍字节序的文章中都会提到字节序分为两类：Big-Endian和Little-Endian。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
c) 网络字节序：TCP/IP各层协议将字节序定义为Big-Endian，因此TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络字节序。

其实我在第一次看到这个定义时就很糊涂，看了几个例子后也很是朦胧。什么高/低地址端？又什么高低位？翻阅了一些资料后略有心得。

二、高/低地址与高低字节
首先我们要知道我们C程序映像中内存的空间布局情况：在《C专家编程》中或者《Unix环境高级编程》中有关于内存空间布局情况的说明，大致如下图：
----------------------- 最高内存地址 0xffffffff
 | 栈底
 .
 .              栈
 .
  栈顶
-----------------------
 |
 |
/|/

NULL (空洞)

/|/
 |
 |
-----------------------
                堆
-----------------------
未初始化的数据
----------------(统称数据段)
初始化的数据
-----------------------
正文段(代码段)
----------------------- 最低内存地址 0x00000000

以上图为例如果我们在栈上分配一个unsigned char buf[4]，那么这个数组变量在栈上是如何布局的呢[注1]？看下图：
栈底 （高地址）
----------
buf[3]
buf[2]
buf[1]
buf[0]
----------
栈顶 （低地址）

现在我们弄清了高低地址，接着我来弄清高/低字节，如果我们有一个32位无符号整型0x12345678(呵呵，恰好是把上面的那4个字节buf看 成一个整型)，那么高位是什么，低位又是什么呢？其实很简单。在十进制中我们都说靠左边的是高位，靠右边的是低位，在其他进制也是如此。就拿 0x12345678来说，从高位到低位的字节依次是0x12、0x34、0x56和0x78。

高低地址和高低字节都弄清了。我们再来回顾一下Big-Endian和Little-Endian的定义，并用图示说明两种字节序：
以unsigned int value = 0x12345678为例，分别看看在两种字节序下其存储情况，我们可以用unsigned char buf[4]来表示value：
Big-Endian: 低地址存放高位，如下图：
栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x78) -- 低位
buf[2] (0x56)
buf[1] (0x34)
buf[0] (0x12) -- 高位
---------------
栈顶 （低地址）

Little-Endian: 低地址存放低位，如下图：
栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x12) -- 高位
buf[2] (0x34)
buf[1] (0x56)
buf[0] (0x78) -- 低位
---------------
栈顶 （低地址）

在现有的平台上Intel的X86采用的是Little-Endian，而像Sun的SPARC采用的就是Big-Endian。

主机和网络字节序的转换
最近使用C#进行网络开发，需要处理ISO8583报文，由于其中有些域是数值型的，于是在传输的时候涉及到了字节序的转换。字节顺序是指占内存多于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，通常有两种字节顺序，根据他们所处的位置我们分别称为主机节序和网络字节序。
通常我们认为网络字节序为标准顺序，封包的时候，将主机字节序转换为网络字节序，拆包的时候要将网络字节序转换为主机字节序。原以为还要自己写函数，其实网络库已经提供了。
主机到网络：short/int/long IPAddress.HostToNetworkOrder(short/int/long)
网络到主机：short/int/long IPAddress.NetworkToHostOrder(short/int/long)
 
主机字节序指低字节数据存放在内存低地址处，高字节数据存放在内存高地址处，如：
int x=1;  //此时x为主机字节序：[1][0][0][0] 低位到高位
int y=65536 //此时y为主机字节序：[0][0][1][0] 低位到高位
我们通过主机到网络字节序的转换函数分别对x和y进行转换得到他们对应的网络字节序值，网络节序是高字节数据存放在低地址处，低字节数据存放在高地址处，如：
int m=IPAddress.HostToNetworkOrder(x);
//此时m为主机字节序：[0][0][0][1] 高位到低位
int n=IPAddress.HostToNetworkOrder(y);
//此时n为主机字节序：[0][1][0][0] 高位到低位
 
经过转换以后，我们就可以通过
byte[]btValue=BitConverter.GetBytes(m);
得到一个长度为4的byte数组，然后将这个数组设置到报文的相应位置发送出去即可。
同样，收到报文后，可以将报文按域拆分，得到btValue，使用
int m=BitConverter.ToInt32(btValue,0);//从btValue的第0位开始转换
得到该域的值，此时还不能直接使用，应该再用网络到主机字节序的转换函数进行转换：
int x=IPAddress.NetworkToHostOrder(m);
这时得到的x才是报文中的实际值。

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