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網路序主機序

發布時間:2020-07-28 10:53:09

1、c++和python如何實現主機位元組序和網路位元組序

你要自己實現嗎,就是檢測主機位元組序,然後轉成big endian就行了。
網路編程中netinet/in.h這個頭文件裡面有兩個函數htons和htonl就是做這個的。

2、請問 網路編程里的主機位元組順序和網路位元組概念?

網路位元組序是大端存儲方式 ,也就是高位元組存在其實地址
這是數數據 0x 01 02 03 04
這是內存地址 4000 4001 4002 4003
反過來就是小端存儲方式。

而本機位元組序和具體的主機有關,有的機器的本機位元組序採用大端,有的採用小端

在網路編程進行數據傳輸時 一般用 htonl 宏將本機序裝換成網路序
另外如果本機使用大端存儲,那麼這個htonl 宏就被置為空,所以不會改變順序

全部是本人手打,歡迎指正

3、位元組序的網路序

網路位元組順序是TCP/IP中規定好的一種數據表示格式,它與具體的CPU類型、操作系統等無關,從而可以保證數據在不同主機之間傳輸時能夠被正確解釋。網路位元組順序採用big endian排序方式。
為了進行轉換 bsd socket提供了轉換的函數 有下面四個
htons 把unsigned short類型從主機序轉換到網路序
htonl 把unsigned long類型從主機序轉換到網路序
ntohs 把unsigned short類型從網路序轉換到主機序
ntohl 把unsigned long類型從網路序轉換到主機序
在使用little endian的系統中 這些函數會把位元組序進行轉換
在使用big endian類型的系統中 這些函數會定義成空宏
同樣 在網路程序開發時 或是跨平台開發時 也應該注意保證只用一種位元組序 不然兩方的解釋不一樣就會產生bug.
註:
1、網路與主機位元組轉換函數:htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network)
2、不同的CPU上運行不同的操作系統,位元組序也是不同的,參見下表。
處理器 操作系統 位元組排序
Alpha 全部 Little endian
HP-PA NT Little endian
HP-PA UNIX Big endian
Intelx86 全部 Little endian <-----x86系統是小端位元組序系統
Motorola680x() 全部 Big endian
MIPS NT Little endian
MIPS UNIX Big endian
PowerPC NT Little endian
PowerPC 非NT Big endian <-----PPC系統是大端位元組序系統
RS/6000 UNIX Big endian
SPARC UNIX Big endian
IXP1200 ARM核心 全部 Little endian

4、低位元組序,什麼是高位元組序?

網路位元組序與主機位元組序

不同的CPU有不同的位元組序類型 這些位元組序是指整數在內存中保存的順序 這個叫做主機序
最常見的有兩種
1. Little endian:將低序位元組存儲在起始地址
2. Big endian:將高序位元組存儲在起始地址

LE little-endian
最符合人的思維的位元組序
地址低位存儲值的低位
地址高位存儲值的高位
怎麼講是最符合人的思維的位元組序,是因為從人的第一觀感來說
低位值小,就應該放在內存地址小的地方,也即內存地址低位
反之,高位值就應該放在內存地址大的地方,也即內存地址高位

BE big-endian
最直觀的位元組序
地址低位存儲值的高位
地址高位存儲值的低位
為什麼說直觀,不要考慮對應關系
只需要把內存地址從左到右按照由低到高的順序寫出
把值按照通常的高位到低位的順序寫出
兩者對照,一個位元組一個位元組的填充進去

例子:在內存中雙字0x01020304(DWORD)的存儲方式

內存地址
4000 4001 4002 4003
LE 04 03 02 01
BE 01 02 03 04

例子:如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的內存中,則結果為
big-endian little-endian
0x0000 0x12 0xcd
0x0001 0x23 0xab
0x0002 0xab 0x34
0x0003 0xcd 0x12
x86系列CPU都是little-endian的位元組序.

網路位元組順序是TCP/IP中規定好的一種數據表示格式,它與具體的CPU類型、操作系統等無關,從而可以保證數據在不同主機之間傳輸時能夠被正確解釋。網路位元組順序採用big endian排序方式。

為了進行轉換 bsd socket提供了轉換的函數 有下面四個
htons 把unsigned short類型從主機序轉換到網路序
htonl 把unsigned long類型從主機序轉換到網路序
ntohs 把unsigned short類型從網路序轉換到主機序
ntohl 把unsigned long類型從網路序轉換到主機序

在使用little endian的系統中 這些函數會把位元組序進行轉換
在使用big endian類型的系統中 這些函數會定義成空宏

同樣 在網路程序開發時 或是跨平台開發時 也應該注意保證只用一種位元組序 不然兩方的解釋不一樣就會產生bug.

註:
1、網路與主機位元組轉換函數:htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network)
2、不同的CPU上運行不同的操作系統,位元組序也是不同的,參見下表。
處理器 操作系統 位元組排序
Alpha 全部 Little endian
HP-PA NT Little endian
HP-PA UNIX Big endian
Intelx86 全部 Little endian <-----x86系統是小端位元組序系統
Motorola680x() 全部 Big endian
MIPS NT Little endian
MIPS UNIX Big endian
PowerPC NT Little endian
PowerPC 非NT Big endian <-----PPC系統是大端位元組序系統
RS/6000 UNIX Big endian
SPARC UNIX Big endian
IXP1200 ARM核心 全部 Little endian

5、網路位元組順序和機器順序什麼區別

存在兩種位元組順序:NBO與HBO
網路位元組順序NBO(Network Byte Order):
按從高到低的順序存儲,在網路上使用統一的網路位元組順序,可以避免兼容性問題。
主機位元組順序(HBO,Host Byte Order):
不同的機器HBO不相同,與CPU設計有關

計算機數據存儲有兩種位元組優先順序:高位位元組優先和低位位元組優先。Internet上數據以高位位元組優先順序在網路上傳輸,所以對於在內部是以低位位元組優先方式存儲數據的機器,在Internet上傳輸數據時就需要進行轉換。
我們要討論的第一個結構類型是:struct sockaddr,該類型是用來保存socket信息的:
struct sockaddr {
unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */
  char sa_data[14]; /* 14 位元組的協議地址 */ };
sa_family一般為AF_INET;sa_data則包含該socket的IP地址和埠號。
另外還有一種結構類型:
struct sockaddr_in {
short int sin_family; /* 地址族 */
unsigned short int sin_port; /* 埠號 */
struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小 */
};
這個結構使用更為方便。sin_zero(它用來將sockaddr_in結構填充到與struct sockaddr同樣的長度)應該用bzero()或memset()函數將其置為零。指向sockaddr_in 的指針和指向sockaddr的指針可以相互轉換,這意味著如果一個函數所需參數類型是sockaddr時,你可以在函數調用的時候將一個指向 sockaddr_in的指針轉換為指向sockaddr的指針;或者相反。sin_family通常被賦AF_INET;sin_port和 sin_addr應該轉換成為網路位元組優先順序;而sin_addr則不需要轉換。
我們下面討論幾個位元組順序轉換函數:
htons()--"Host to Network Short" ; htonl()--"Host to Network Long"
ntohs()--"Network to Host Short" ; ntohl()--"Network to Host Long"
在這里, h表示"host" ,n表示"network",s 表示"short",l表示 "long"。
打開socket 描述符、建立綁定並建立連接
socket函數原型為:
int socket(int domain, int type, int protocol);
domain參數指定socket的類型:SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM;protocol通常賦值「0」。Socket()調用返回一個整型socket描述符,你可以在後面的調用使用它。
一旦通過socket調用返回一個socket描述符,你應該將該socket與你本機上的一個埠相關聯(往往當你在設計伺服器端程序時需要調用該函數。隨後你就可以在該埠監聽服務請求;而客戶端一般無須調用該函數)。 Bind函數原型為:
int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
Sockfd是一個socket描述符,my_addr是一個指向包含有本機IP地址及埠號等信息的sockaddr類型的指針;addrlen常被設置為sizeof(struct sockaddr)。
最後,對於bind 函數要說明的一點是,你可以用下面的賦值實現自動獲得本機IP地址和隨機獲取一個沒有被佔用的埠號:
my_addr.sin_port = 0; /* 系統隨機選擇一個未被使用的埠號 */
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本機IP地址 */
通過將my_addr.sin_port置為0,函數會自動為你選擇一個未佔用的埠來使用。同樣,通過將 my_addr.sin_addr.s_addr置為INADDR_ANY,系統會自動填入本機IP地址。Bind()函數在成功被調用時返回0;遇到錯誤時返回「-1」並將errno置為相應的錯誤號。另外要注意的是,當調用函數時,一般不要將埠號置為小於1024的值,因為1~1024是保留埠號,你可以使用大於1024中任何一個沒有被佔用的埠號。
Connect()函數用來與遠端伺服器建立一個TCP連接,其函數原型為:
int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
Sockfd是目的伺服器的sockt描述符;serv_addr是包含目的機IP地址和埠號的指針。遇到錯誤時返回-1,並且errno中包含相應的錯誤碼。進行客戶端程序設計無須調用bind(),因為這種情況下只需知道目的機器的IP地址,而客戶通過哪個埠與伺服器建立連接並不需要關心,內核會自動選擇一個未被佔用的埠供客戶端來使用。
Listen()——監聽是否有服務請求
在伺服器端程序中,當socket與某一埠捆綁以後,就需要監聽該埠,以便對到達的服務請求加以處理。
int listen(int sockfd, int backlog);
Sockfd是Socket系統調用返回的socket 描述符;backlog指定在請求隊列中允許的最大請求數,進入的連接請求將在隊列中等待accept()它們(參考下文)。Backlog對隊列中等待服務的請求的數目進行了限制,大多數系統預設值為20。當listen遇到錯誤時返回-1,errno被置為相應的錯誤碼。
故伺服器端程序通常按下列順序進行函數調用:
socket(); bind(); listen(); /* accept() goes here */
accept()——連接埠的服務請求。
當某個客戶端試圖與伺服器監聽的埠連接時,該連接請求將排隊等待伺服器accept()它。通過調用accept()函數為其建立一個連接,accept()函數將返回一個新的socket描述符,來供這個新連接來使用。而伺服器可以繼續在以前的那個 socket上監聽,同時可以在新的socket描述符上進行數據send()(發送)和recv()(接收)操作:
int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
sockfd是被監聽的socket描述符,addr通常是一個指向sockaddr_in變數的指針,該變數用來存放提出連接請求服務的主機的信息(某台主機從某個埠發出該請求);addrten通常為一個指向值為sizeof(struct sockaddr_in)的整型指針變數。錯誤發生時返回一個-1並且設置相應的errno值。
Send()和recv()——數據傳輸
這兩個函數是用於面向連接的socket上進行數據傳輸。
Send()函數原型為:
int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
Sockfd是你想用來傳輸數據的socket描述符,msg是一個指向要發送數據的指針。
Len是以位元組為單位的數據的長度。flags一般情況下置為0(關於該參數的用法可參照man手冊)。
char *msg = "Beej was here!"; int len, bytes_sent; ... ...
len = strlen(msg); bytes_sent = send(sockfd, msg,len,0); ... ...
Send()函數返回實際上發送出的位元組數,可能會少於你希望發送的數據。所以需要對send()的返回值進行測量。當send()返回值與len不匹配時,應該對這種情況進行處理。
recv()函數原型為:
int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);
Sockfd是接受數據的socket描述符;buf 是存放接收數據的緩沖區;len是緩沖的長度。Flags也被置為0。Recv()返回實際上接收的位元組數,或當出現錯誤時,返回-1並置相應的errno值。
Sendto()和recvfrom()——利用數據報方式進行數據傳輸
在無連接的數據報socket方式下,由於本地socket並沒有與遠端機器建立連接,所以在發送數據時應指明目的地址,sendto()函數原型為:
int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);
該函數比send()函數多了兩個參數,to表示目地機的IP地址和埠號信息,而tolen常常被賦值為sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函數也返回實際發送的數據位元組長度或在出現發送錯誤時返回-1。
Recvfrom()函數原型為:
int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);
from是一個struct sockaddr類型的變數,該變數保存源機的IP地址及埠號。fromlen常置為sizeof (struct sockaddr)。當recvfrom()返回時,fromlen包含實際存入from中的數據位元組數。Recvfrom()函數返回接收到的位元組數或當出現錯誤時返回-1,並置相應的errno。
應注意的一點是,當你對於數據報socket調用了connect()函數時,你也可以利用send()和recv()進行數據傳輸,但該socket仍然是數據報socket,並且利用傳輸層的UDP服務。但在發送或接收數據報時,內核會自動為之加上目地和源地址信息。
Close()和shutdown()——結束數據傳輸
當所有的數據操作結束以後,你可以調用close()函數來釋放該socket,從而停止在該socket上的任何數據操作:close(sockfd);
你也可以調用shutdown()函數來關閉該socket。該函數允許你只停止在某個方向上的數據傳輸,而一個方向上的數據傳輸繼續進行。如你可以關閉某socket的寫操作而允許繼續在該socket上接受數據,直至讀入所有數據。
int shutdown(int sockfd,int how);
Sockfd的含義是顯而易見的,而參數 how可以設為下列值:
·0-------不允許繼續接收數據
·1-------不允許繼續發送數據
·2-------不允許繼續發送和接收數據,均為允許則調用close ()
shutdown在操作成功時返回0,在出現錯誤時返回-1(並置相應errno)。
DNS——域名服務相關函數
由於IP地址難以記憶和讀寫,所以為了讀寫記憶方便,人們常常用域名來表示主機,這就需要進行域名和IP地址的轉換。函數gethostbyname()就是完成這種轉換的,函數原型為:
struct hostent *gethostbyname(const char *name);
函數返回一種名為hosten的結構類型,它的定義如下:
struct hostent {
char *h_name; /* 主機的官方域名 */
char **h_aliases; /* 一個以NULL結尾的主機別名數組 */
int h_addrtype; /* 返回的地址類型,在Internet環境下為AF-INET */
int h_length; /*地址的位元組長度 */
char **h_addr_list; /* 一個以0結尾的數組,包含該主機的所有地址*/
};
 #define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一個地址*/
2、將主機的unsigned long值轉換為網路位元組順序(32位):為什麼要這樣做呢?因為不同的計算機使用不同的位元組順序存儲數據。因此任何從Winsock函數對IP地址和埠號的引用和傳給Winsock函數的IP地址和埠號均時按照網路順序組織的。
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; u_long&<60; htonl(u_long hostlong);
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; 舉例:htonl(0)=0
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; htonl(80)= 1342177280
3、將unsigned long數從網路位元組順序轉換位主機位元組順序,是上面函數的逆函數。&<60;&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; u_long&<60; ntohl(u_long netlong);
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; 舉例:ntohl(0)=0
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; ntohl(1342177280)= 80
1342177280 = 80*256*256*256

4、將主機的unsigned short值轉換為網路位元組順序(16位):原因同2:&<60;&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; u_short&<60; htons(u_short hostshort);
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; 舉例:htonl(0)=0
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; htonl(80)= 20480
5、將unsigned short數從網路位元組順序轉換位主機位元組順序,是上面函數的逆函數。&<60;&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; u_short&<60; ntohs(u_short netshort);
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; 舉例:ntohs(0)=0
&<60;&<60;&<60;&<60;&<60; ntohsl(20480)= 80
20480 = 8-*256 (大小端地址轉換)

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不同的CPU有不同的位元組序類型 這些位元組序是指整數在內存中保存的順序 這個叫做主機序
最常見的有兩種
1. Little endian:將低序位元組存儲在起始地址
2. Big endian:將高序位元組存儲在起始地址

LE little-endian
最符合人的思維的位元組序
地址低位存儲值的低位
地址高位存儲值的高位
怎麼講是最符合人的思維的位元組序,是因為從人的第一觀感來說
低位值小,就應該放在內存地址小的地方,也即內存地址低位
反之,高位值就應該放在內存地址大的地方,也即內存地址高位

BE big-endian
最直觀的位元組序
地址低位存儲值的高位
地址高位存儲值的低位
為什麼說直觀,不要考慮對應關系
只需要把內存地址從左到右按照由低到高的順序寫出
把值按照通常的高位到低位的順序寫出
兩者對照,一個位元組一個位元組的填充進去

6、htons和htonl都是把主機位元組序轉換成網路位元組序。那什麼時候用htons,什麼時候用htonl??

根據要轉換的值是否超過16位來決定,5555轉換為2進制為1 0101 1011 0011 ,為13位,所以一般用htons,當然用htonl也可以;
但是如果要轉換的數 轉換成2進制超過16位,則只能用htonl,此時如果用htons,16位以上的數捨去,造成數據值偏差。

7、網路編程中,IP為何不需要轉換成網路位元組序?

inet_addr() 該函數包含了兩個功能 ,點分形式的IP轉化成32位的二進制ip地址+32位的ip地址轉化成網路位元組序

8、詳細講解一下何為網路位元組序以及何為主機位元組序

1. Little endian:將低序位元組存儲在起始地址
2. Big endian:將高序位元組存儲在起始地址
LE little-endian
最符合人的思維的位元組序
地址低位存儲值的低位
地址高位存儲值的高位
怎麼講是最符合人的思維的位元組序,是因為從人的第一觀感來說
低位值小,就應該放在內存地址小的地方,也即內存地址低位
反之,高位值就應該放在內存地址大的地方,也即內存地址高位

9、C語言雙位元組的數怎麼由主機位元組序轉化網路位元組序

unsigned short a = 0x1122;
unsigned short b = (a>>8) || (a<<8);
其中b就是網路位元組序(大端)

10、網路位元組序的轉換函數

為了進行轉換 bsd socket提供了轉換的函數 有下面四個htons把unsigned short類型從主機序轉換到網路序htonl 把unsigned long類型從主機序轉換到網路序ntohs 把unsigned short類型從網路序轉換到主機序ntohl 把unsigned long類型從網路序轉換到主機序在使用little endian的系統中 這些函數會把位元組序進行轉換在使用big endian類型的系統中 這些函數會定義成空宏同樣 在網路程序開發時 或是跨平台開發時 也應該注意保證只用一種位元組序 不然兩方的解釋不一樣就會產生bug.

與網路序主機序相關的知識