网络编程(7)字节序对跨平台数据传输的影响

关于字节序对跨平台数据传输的作用。我分下面几个方面整理了下,知识点应当算比较全了。
一。从服务端发送整数到客户端为例，看看字节序的应用。
二。什么是字节序?
三。什么是网络字节序

四。如何确定本机的大小端

一。从服务端发送整数到客户端为例，看看字节序的应用。      
     服务端代码节选:

//发送整数
     	//调用 send_num(sClient,num,sizeof(int));
     	void send_num(int sockfd,int *data,int nbytes)
     	{
     		int sendData;
     		//主机字节序转为网络字节序
     		sendData = htons(*data);
     		//发送给客户端
     		//send(sockfd,sendData,nbytes,0);
     		write(sockfd,sendData,nbytes);     		
     	}

  客户端代码节选: 

//接收整数
     	void recv_num(int sockfd,int *data)
     	{
     		int tmpData;
     		
     		//发送给客户端
     		//recv(sockfd,&tmpData,nbytes,0);
     		read(sockfd,&tmpData,nbytes);   

     		//网络字节序转为主机字节序
     		data = htons(*tmpData); 		
     	}

上面代码可以放入我前面的socket例子中测试下。

          注意，字符串型的无须转换，整型的则需要。 原因之一是网络传输是以字节为单位进行的。由sizeof(char)可知，一个字符对应一个字节，

无须转换， 但sizeof(int)会发现占四位，说明保存一个整型需要占4个字节。这时需要将其从本地字节序转为网络字节序才能正确的传输。

二。什么是字节序?

         不同的计算机系统采用不同的字节序存储数据,同样一个4字节的32位整数,在内存中存储的方式就不同. 字节序分为小尾字节序(Little Endian)和大尾字节序(Big Endian), Intel处理器大多数使用小尾字节序, Motorola处理器大多数使用大尾(Big Endian)字节序;
        小尾就是低位字节排放在内存的低端，高位字节排放在内存的高端。
        大尾就是高位字节排放在内存的低端，低位字节排放在内存的高端。
       可以用printf("%02x,%02x,%02x,%02x",p,p+1,p+2,p+3);类似的方式打印出来做对比。

三。什么是网络字节序
   TCP/IP各层协议将字节序定义为大尾，因此TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络字节序。
   这意味着，在数据流传输过程中，本地数据流需转为网络字节序传输， 然后网络数据流再转换成本地字节序数据流。
   所以c语言提供了一堆转换函数:
        htons()  : 将16位无符号整数从本地字节序转换成网络字节序
        htonl()   : 将32位无符号整数从本地字节序转换成网络字节序
        ntohs()  : 将16位无符号整数从网络字节序转换成本地字节序
        ntohl()   : 将32位无符号整数从网络字节序转换成本地字节序

不过没有针对64位整型的转换函数，而这个还是常用到的。
转一个64位字节序转换函数(http://www.cppblog.com/aa19870406/archive/2012/06/20/179517.html 找的)：

 unsigned long long ntohll(unsigned long long val)
  {
     if (__BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN)
      {
         return (((unsigned long long )htonl((int)((val << 32) >> 32))) << 32) | (unsigned int)htonl((int)(val >> 32));
     }
     else if (__BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN)
      {
         return val;
     }
 }
 
 unsigned long long htonll(unsigned long long val)
  {
     if (__BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN)
      {
         return (((unsigned long long )htonl((int)((val << 32) >> 32))) << 32) | (unsigned int)htonl((int)(val >> 32));
     }
     else if (__BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN)
      {
         return val;  www.2cto.com
     }
 }	

四。如何确定本机的大小端
       这个网上一大堆，下面找的两种方法展示得很清楚:
       第一种方法:
       思路：利用指针的强制类型转换

#include <stdio.h> 
int main(void)
{    
	int data1 = 0x12345678;   
	int i;   
	for(i=0; i<4; i++)  
	{       
		printf("%#x ----->%p\n",*((char *)&data1 + i),(char *)&data1 + i);   
	}     
	return 0;
}

第二种方法
思路：利用共用体所有数据都从同一地址开始存储这 个特性来区分。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    union endian
    {
        int data;
        char ch;
    }test;
    test.data = 0x12345678;
    if(test.ch == 0x78)
    {
        printf("little endian!\n");
    }
    else
    {
        printf("big endian!\n");
    }
 
    for(i=0; i<4; i++)
    {
        printf("%#x ------- %p\n",*((char *)&test.data + i),(char *)&test.data + i);
    }
    return 0;
}

运行上面任意一种方法，都能很清楚的展示出字节的顺序来出。

   

     总之，字节序，大小端转换在网络通讯中非常重要，特别是跨平台时要特别注意。

另，可以看看另一篇看看字节序对Oracle数据库的传输表空间的影响：<<传输表空间技术及字节序对跨平台迁移的影响>>

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