关于“网络字节序”与“主机字节序”

        近来，在进行的工作中涉及到许多网络编程的知识，特在此留下记录，是自己对相关知识的总结，也可作为后续对相关知识的回顾做个Mark。都说好记性不如烂笔头，觉得时常写写技术博客，不乏是一个组织知识架构的好方式。还是得坚持吧，争取从现在起，每周写一篇。我想对自己的职业生涯应该是很有帮助的。

1，理解各类字节序

        之前，搞混掉“大小端序”及“网络/主机字节序”的概念，认为它们是不同的概念，其实吧它们是一个事物的不同种说法罢了，它们中的详细术语解释及相互关系如下：

                大小端序：

                        1，小端序：地址低位存储值的低位，地址高位存储值的高位；（是最符合人的思维的字节序）

                        2，大端序：地址低位存储值的高位，地址高位存储值的低位。（是最直观的字节序）

                网络/主机字节序：

                        1，网络字节序：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。

                        2，主机字节序：不同的 CPU 有不同的字节序类型，可能是大端序也可能是小端序，这些字节序是指整数在内存中保存的顺序。

        例子：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	0x0000	0x0001	0x0002	0x0003
Big-endian	0x12	0x34	0xab	0xcd
Little-endian	0xcd	0xab	0x34	0x12

        不同的CPU上运行不同的操作系统，字节序也是不同的，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
Intel-X86	全部	Little-endian
motorola680x()	全部	Big-endian
MIPS	NT	Little-endian
MIPS	UNIX	Big-endian
PowerPC	NT	Little-endian
PowerPC	非NT	Big-endian
RS/6000	UNIX	Big-endian
SPARC	UNIX	Big-endian
IXP1200 ARM核心	全部	Little-endian

2，网络编程中对字节序的使用

        在网络程序开发时或是跨平台开发时应该注意保证只用一种字节序不然两方的解释不一样就会产生bug。可以使用htonl、ntohl、htons、ntohs、BigLittleSwap16、BigLittleSwap32 这几个函数根据实际需要来实现字节序的转换。

        主机字节序转换为网络字节序时使用htonl，而在对网络字节序转换成主机字节序时使用ntohl。这样望文生义更容易理解！

具体实现如下（它们都是基于宏来实现的）：

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 BigL
4000
ittleSwap32(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 = {0x12345678};

        return (0x12 == c.s[0]);

}

// 模拟htonl函数，本机字节序转网络字节序

#define HtoNl(A)        (checkCPUendian() ? (A) : BigLittleSwap32(A))

// 模拟ntohl函数，网络字节序转本机字节序

#define NtoHl(A)        HtoNl(A)

// 模拟htons函数，本机字节序转网络字节序

#define HtoNs(A)        (checkCPUendian() ? (A) : BigLittleSwap16(A))

// 模拟ntohs函数，网络字节序转本机字节序

#define NtoHs(A)        HtoNs(A)

总之理论还是得多结合实际才能对知识掌握地更深刻。

3，参考文献

        1，http://blog.csdn.net/tigerjb/article/details/6790294.
        2，http://wxxweb.blog.163.com/blog/static/135126900201031411125657/.
        3,  http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness.
        4,  http://people.cs.umass.edu/~verts/cs32/endian.html.