网络字节序与主机字节序的转换函数实践

字节序

（1）即字节在电脑中存放时的序列与输入（输出）时的序列是先到的在前还是后到的在前。

字节序是指多字节数据在 计算机内存中存储或者网络传输时各字节的存储顺序

（2）分类

大端字节序（big-endian）：高位字节数据存放在低地址处，低位数据存放在高地址处；

小端字节序（little-endian）：高位字节数据存放在高地址处，低位数据存放在低地址处。

如：已0x12345678为例  其中，最高位0x12， 最低位0x78

大端排序：0x12 0x34 0x56 0x78 

小段排序：0x78 0x56 0x34 0x12

什么是网络字节序和主机字节序

字节序其实是指主机字节序，即主机字节序既包括小端字节序，又包括大端字节序。它与具体的CPU类型、操作系统类型等有关，就像前面的表格列出的。

网络字节序是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。

网络字节序采用大端字节序

网络字节序和主机字节序的转换

为了进行转换，BSD socket提供了转换的函数，有下面四个：

（BSD Socket 是UNIX系统中通用的网络接口，它不仅支持各种不同的网络类型，而且也是一种内部进程之间的通信机制）

头文件：#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //将一个无符号长整型数从主机字节序转换成网络字节序
uint16_t htons(uint16_t hostshort); //将一个无符号短整型数从主机字节序转换成网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); //将一个无符号长整型数从网络字节序转换成主机字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); //将一个无符号短整型数从网络字节序转换成主机字节序
注：

n代表“network”---网络，h代表“host”---主机，l代表long的长度（32位），s代表short的长度（16位）
在使用小端字节序的系统中，也就是主机字节序和网络字节序不同，所以这些函数会把字节序进行转换
在使用大端字节序的系统中，也就是主机字节序和网络字节序相同，不需要转换，这些函数会定义成空宏

模拟htonl、ntohl、htons、ntohs函数实现

定义数据类型：

typedef unsigned short int uint16;
typedef unsigned long int uint32;

短整型大小端互换：

#define BigLittleSwap16(A) ((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | (((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))

长整型大小端互换：

#define BigLittleSwap32(A) ((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | /
(((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | /
(((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | /
(((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))

本机大端返回1，小端返回0：

int checkCPUendian()
{
union{
unsigned long int i;
unsigned char s[4];
}c;
c.i = 0x12345678;
return (0x12 == c.s[0]);
}

模拟htonl函数，将无符号长整型从本机字节序转换成网络字节序：

unsigned long int HtoNl(unsigned long int h)
{
// 若本机为大端，与网络字节序同，直接返回
// 若本机为小端，转换成大端再返回
return checkCPUendian() ? h : BigLittleSwap32(h);
}

模拟htons函数，将无符号短整型从本机字节序转换成网络字节序：

unsigned short int HtoNs(unsigned short int h)
{
// 若本机为大端，与网络字节序同，直接返回
// 若本机为小端，转换成大端再返回
return checkCPUendian() ? h : BigLittleSwap16(h);
}

模拟ntohl函数，将无符号长整型从网络字节序转换成本机字节序：

unsigned long int NtoHl(unsigned long int n)
{
// 若本机为大端，与网络字节序同，直接返回
// 若本机为小端，网络数据转换成小端再返回
return checkCPUendian() ? n : BigLittleSwap32(n);
}

模拟ntohs函数，将无符号短整型从网络字节序转换成本机字节序：

unsigned short int NtoHs(unsigned short int n)
{
// 若本机为大端，与网络字节序同，直接返回
// 若本机为小端，网络数据转换成小端再返回
return checkCPUendian() ? n : BigLittleSwap16(n);
}

部分参考：原文连接