网络字节序和主机字节序转换函数实践
网络字节顺序与主机字节顺序转换
1.为什么要进行转换？
在进行网络编程时，由于网络字节的顺序和主机的字节顺序可能存在不同，需要进行转换以统一“格式”
2.什么是网络字节顺序和主机字节顺序呢？
2.1网络字节顺序NBO（Network Byte Order）：
网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian排序方式，统一格式可以避免兼容性问题。
2.2主机字节顺序（HBO，Host Byte Order）：
不同的机器的主机字节顺序（HBO）不一定相同，与CPU设计有关。
详解：
不同的CPU有不同的字节序类型 这些字节序是指整数在内存中保存的顺序 这个叫做主机序
最常见的有两种
1． Little-endian：将低序字节存储在起始地址
2． Big-endian ：将高序字节存储在起始地址
LE（little-endian）将地址低位存储值的低位，将地址高位存储值的高位，是最符合人的思维的字节序。因为从人的思维来说低位值小，就应该放在内存地址小的地方，也即内存地址低位；反之，高位值大就应该放在内存地址大的地方，也即内存地址高位。
BE（big-endian）的地址低位存储的是值的高位，地址高位存储的是值的低位，它是最直观的字节序。说直观是它不需要考虑对应关系，只需要把内存地址从左到右按照由低到高的顺序写出；把值按照通常的高位到低位的顺序写出，两者对照，一个字节一个字节的填充进去。例如：
在内存中双字0x01020304的存储方式
内存地址
4000 4001 4002 4003
LE 04 03 02 01
BE 01 02 03 04
如果我们将0x1234abcd写入到以0x0000开始的内存中，则结果为
内存地址BE LE
0x0000 0x12 0xcd
0x0001 0x23 0xab
0x0002 0xab 0x34
0x0003 0xcd 0x12
通常来说，x86 cpu是Little-Endian。而一般ARM CPU也是Little-Endian。
但是当前常见的开发板使用的处理器比如S3C2410A、S3C2440等都是大小端支持的，可以通过软件选择。
3.如何进行网络字节顺序和主机字节顺序的转换？
网络中传输的数据有的和本地字节存储顺序一致，而有的则截然不同，为了数据的一致性，就要把本地的数据转换成网络上使用的格式，然后发送出去，接收的时候也是一样的，经过转换然后才去使用这些数据，基本的库函数中提供了这样的可以进行字节转换的函数，如和htons( ) htonl( ) ntohs( ) ntohl( )，这里n表示network，h表示host，htons( ) htonl( )用于本地字节向网络字节转换的场合，s表示short，即对2字节操作，l表示long即对4字节操作。同样ntohs( )ntohl( )用于网络字节向本地格式转换的场合
1、htons 把unsigned short类型从主机序转换到网络序
2、htonl 把unsigned long类型从主机序转换到网络序
3、ntohs 把unsigned short类型从网络序转换到主机序
4、ntohl 把unsigned long类型从网络序转换到主机序
在使用little endian的系统中 这些函数会把字节序进行转换，在使用big endian类型的系统中这些函数会定义成空宏。
其他类型字节序转换
long long 类型的网络字节顺序转换
可以通过位移的方式实现
4.拓展部分(详细介绍)
4.1字节序：
字节序就是字节的顺序，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。
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：4个字节的32 bit值以下面的次序传输：首先是0～7bit，其次8～15bit，然后16～23bit，最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于 TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序，因此它又称作网络字节序。比如，以太网头部中2字节的“以太网帧类型”，表示后面数据的类型。对于ARP请求或应答的以太网帧类型来说，在网络传输时，发送的顺序是0x08，0x06。在内存中的映象如下所示：
栈底 （高地址）
0x06 – 低位
0x08 – 高位
栈顶 （低地址）
该字段的值为0x0806。按照大端方式存放在内存中。
4.2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？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，接着来弄清高/低字节，如果我们有一个32位无符号整型0x12345678(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）
4.3例子
嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解。采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放方式是从低字节到高字节，而Big-endian模式对操作数的存放方式是从高字节到低字节。
例如，16bit宽的数0x1234在Little-endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：
内存地址 存放内容
0x4001 0x12
0x4000 0x34
而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：
内存地址 存放内容
0x4001 0x34
0x4000 0x12
32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：
内存地址 存放内容
0x4003 0x12
0x4002 0x34
0x4001 0x56
0x4000 0x78
而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：
内存地址 存放内容
0x4003 0x78
0x4002 0x56
0x4001 0x34
0x4000 0x12
4.4不同的CPU上运行不同的操作系统，字节序也是不同的
部分情况参见下表。
处理器 操作系统 字节排序
Alpha 全部 Little endian
HP-PA NT Little endian
HP-PA UNIX Big endian
Intelx86 全部 Little endian <-----x86系统是小端字节序系统
Motorola680x() 全部 Big endian
MIPS NT Little endian
MIPS UNIX Big endian
PowerPC NT Little endian
PowerPC 非NT Big endian <-----PPC系统是大端字节序系统
RS/6000 UNIX Big endian
SPARC UNIX Big endian
IXP1200 ARM核心 全部 Little endian
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