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網路位元組序與主機位元組序

不同的CPU有不同的位元組序型別 這些位元組序是指整數在記憶體中儲存的順序 這個叫做主機序
最常見的有兩種
1. Little endian:將低序位元組儲存在起始地址
2. Big endian:將高序位元組儲存在起始地址

LE little-endian
最符合人的思維的位元組序
地址低位儲存值的低位
地址高位儲存值的高位
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,就應該放在記憶體地址小的地方,也即記憶體地址低位
反之,高位值就應該放在記憶體地址大的地方,也即記憶體地址高位

BE big-endian
最直觀的位元組序
地址低位儲存值的高位
地址高位儲存值的低位
為什麼說直觀,不要考慮對應關係
只需要把記憶體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:在記憶體中雙字0x01020304(DWORD)的儲存方式

記憶體地址
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開始的記憶體中,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中規定好的一種資料表示格式,它與具體的CPU型別、作業系統等無關,從而可以保證資料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提供了轉換的函式 有下面四個
htons 把unsigned short型別從主機序轉換到網路序
htonl 把unsigned long型別從主機序轉換到網路序
ntohs 把unsigned short型別從網路序轉換到主機序
ntohl 把unsigned long型別從網路序轉換到主機序

在使用little endian的系統中 這些函式會把位元組序進行轉換
在使用big endian型別的系統中 這些函式會定義成空巨集

同樣 在網路程式開發時 或是跨平臺開發時 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.

注:
1、網路與主機位元組轉換函式:htons ntohs htonl ntohl (s 就是short l是long h是host n是network)
2、不同的CPU上執行不同的作業系統,位元組序也是不同的,參見下表。
處理器 作業系統 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