【linux高级程序设计】（第十三章）Linux Socket网络编程基础

IP地址定义：

struct in_addr{
    __u32 s_addr;
};

in_addr_t  inet_addr (__const char * __cp) ：把点分十进制IP地址字符串转换为32位IP地址（网络存储顺序）。

in_addr_t inet_network (__const char * __cp) ：把点分十进制IP地址字符串转换为32位IP地址（主机字节顺序）。

char * inet_ntoa (struct in_addr_in) ：把32位网络字节顺序的IP地址转换成点分十进制表示。

int inet_aton (__const char *__cp, struct in_addr *__inp) ：把点分十进制IP地址字符串转换为32位IP地址（网络字节顺序）。第二个参数是转换结果地址。成功返回0。与第一个函数功能相同。

#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    in_addr_t net;
    struct in_addr net_addr, ret;
    net = inet_addr("192.168.68.128");
    net_addr.s_addr = net;
    //把点分十进制转换为网络存储顺序的IP
    printf("inet_addr(192.168.68.128) = 0x%x
", inet_addr("192.168.68.128"));
    //把点分十进制转换为主机存储顺序的IP
    printf("inet_network(192.168.68.128) = 0x%x
", inet_network("192.168.68.128"));
    //把网络存储顺序的IP转换为点分十进制
    printf("inet_ntoa(net) = %s
", inet_ntoa(net_addr));
    inet_aton("192.168.68.128", &ret);
    printf("inet_aton ret.s_addr = 0x%x
", ret.s_addr);
}

基于地址类型转换

int inet_pton (int __af, __const char *__restrict __cp, void *__restrict __buf) ：将存储在起始位置为cp、地址协议类型为AF的点分十进制地址转换到buf中。如果IPv4,buf应为in_addr型，如果IPv6，buf应为in6_addr型。

char * inet_ntop (int __af, __const void *__restrict __cp, char *__restrict __buf, socklen_t __len) ：将网络字节顺序存储的IP地址转为点分十进制。如果IPv4,cp应为in_addr型，如果IPv6，cp应为in6_addr型。

#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    in_addr_t net;
    struct in_addr net_addr, ret;
    char buf[128];
    inet_pton(AF_INET, "192.168.68.128", &ret);
    inet_ntop(AF_INET, &ret, buf, 128);
    printf("buf = %s
", buf);
}

in_addr_t inet_lnaof (struct in_addr __in) ：从32位网络顺序IP地址中提取主机ID。

in_addr_t inet_netof (struct in_addr __in) ：从32位网络顺序IP地址中提取网络ID。

struct in_addr inet_makeaddr (in_addr_t __net, in_addr_t __host) ：把主机ID和网络ID合成一个IP地址。

IP数据报包头数据结构定义：

TCP包头信息结构体

UDP包头信息结构体

大小端原理

一个整数 0x12345678  中12是高字节，78是低字节

CPU处理数据有大端小端两种方式

小端模式：高字节放在高地址

大端模式：高字节放在低地址

检测当前系统字节顺序：

#include<stdio.h>
#include<endian.h>
int main(void)
{
    printf("Big-endian:	%d
Little-endian:	%d
mine:	%d
", __BIG_ENDIAN, __LITTLE_ENDIAN, __BYTE_ORDER);
    return 0;
}

共用体检测系统大小端

对于结构体

union word
{
    int a;
    char b;
}c;

b在基地址开始存储或保存

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
union word
{
    int a;
    char b;
}c;
int checkCPU(void)
{
    c.a = 1;
    return (c.b == 1);
}
int main(void)
{
    int i;
    i = checkCPU();
    if(i == 0)
        printf("this is Big_endian
");
    else if(i == 1)
        printf("this is Little_endian
");
    return 0;
}

字节顺序转换函数

unsigned long int ntohl (unsigned long int) ：long 网络字节顺序 转为 主机字节顺序

unsigned long int htonl (unsigned long int) ：long 主机字节顺序 转为 网络字节顺序

unsigned short int ntohs (unsigned short int) ：short 网络字节顺序 转为 主机字节顺序

unsigned short int htons (unsigned short int) ：short 主机字节顺序 转为 网络字节顺序

网络编程统一使用大端模式！

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插播知识点 #pragma pack(1) 的用途

设置结构体的边界对齐为1个字节，也就是所有数据在内存中是连续存储的。

比如你在C语言中定义下面这样的结构体：

struct s {
char ch;
int i;
};

然后在主函数中写一句：printf("%d", sizeof(struct s))

也就是输出结构体s所占的字节数

你觉得输出结果会是多少呢？

我们知道，char型占用1个字节，int型占4个字节，那么输出的结果是5吗？

答案是否定的。你可以自己试一下，输出结果为8。

为什么会这样呢？这是因为编译器为了让程序跑得跟快，减少CPU读取数据的指令周期，对结构体的存储进行了优化。实际上第一个char型成员虽然本来只有1个字节，但实际上却占用掉了4个字节，为的是让第二个int型成员的地址能够被4整除。因此实际占用的是8个字节。

而#pragma pack(1)让编译器将结构体数据强制连续排列，这样的话，sizeof（struct s）输出的结果就是5了。

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在数据传输时统一转换大小端的处理：

1.单字节数据，不需要转换大小端。如char buf[] = "Hello"

2.多字节数据，用字节顺序转换函数

3.自定义结构体：如果双方都知道结构体内成员，可以一个成员一个成员的转换

　　　　　　　  也可以用#pragm pack(1) 处理， 让两边字节对齐方式一致， 整体转换。