網絡字元順序與主機字元順序的差別

存在兩種位元組順序：NBO與HBO

網絡位元組順序NBO（Network Byte Order）：

按從高到低的順序存儲，在網絡上使用統一的網絡位元組順序，可以避免相容性問題。

主機位元組順序（HBO，Host Byte Order）：

不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關

計算機資料存儲有兩種位元組優先順序：高位位元組優先和低位位元組優先。Internet上資料以高位位元組優先順序在網絡上傳輸，是以對于在内部是以低位位元組優先方式存儲資料的機器，在Internet上傳輸資料時就需要進行轉換。

　　我們要讨論的第一個結構類型是：struct sockaddr，該類型是用來儲存socket資訊的：

　　struct sockaddr {

　　unsigned short sa_family; /* 位址族， AF_xxx */

　 char sa_data[14]; /* 14 位元組的協定位址 */ };

　　sa_family一般為AF_INET；sa_data則包含該socket的IP位址和端口号。

　　另外還有一種結構類型：

　　struct sockaddr_in {

　　 short int sin_family; /* 位址族 */

　　 unsigned short int sin_port; /* 端口号 */

　　 struct in_addr sin_addr; /* IP位址 */

　　 unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小 */

　　};

　　這個結構使用更為友善。sin_zero(它用來将sockaddr_in結構填充到與struct

sockaddr同樣的長度)應該用bzero()或memset()函數将其置為零。指向sockaddr_in

的指針和指向sockaddr的指針可以互相轉換，這意味着如果一個函數所需參數類型是sockaddr時，你可以在函數調用的時候将一個指向

sockaddr_in的指針轉換為指向sockaddr的指針；或者相反。sin_family通常被賦AF_INET；sin_port和

sin_addr應該轉換成為網絡位元組優先順序；而sin_addr則不需要轉換。

　　我們下面讨論幾個位元組順序轉換函數：

　　htons()--"Host to Network Short" ; htonl()--"Host to Network Long"

　　ntohs()--"Network to Host Short" ; ntohl()--"Network to Host Long"

　　在這裡， h表示"host" ，n表示"network"，s 表示"short"，l表示 "long"。

　　打開socket 描述符、建立綁定并建立連接配接

　　socket函數原型為：

　　int socket(int domain, int type, int protocol);

　　domain參數指定socket的類型：SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM；protocol通常指派“0”。Socket()調用傳回一個整型socket描述符，你可以在後面的調用使用它。

　　一旦通過socket調用傳回一個socket描述符，你應該将該socket與你本機上的一個端口相關聯（往往當你在設計伺服器端程式時需要調用該函數。随後你就可以在該端口監聽服務請求;而用戶端一般無須調用該函數）。 Bind函數原型為：

　　int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);

　　Sockfd是一個socket描述符，my_addr是一個指向包含有本機IP位址及端口号等資訊的sockaddr類型的指針;addrlen常被設定為sizeof(struct sockaddr)。

　　最後，對于bind 函數要說明的一點是，你可以用下面的指派實作自動獲得本機IP位址和随機擷取一個沒有被占用的端口号：

　　my_addr.sin_port = 0; /* 系統随機選擇一個未被使用的端口号 */

　　my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本機IP位址 */

　　通過将my_addr.sin_port置為0，函數會自動為你選擇一個未占用的端口來使用。同樣，通過将

my_addr.sin_addr.s_addr置為INADDR_ANY，系統會自動填入本機IP位址。Bind()函數在成功被調用時傳回0；遇到錯

誤時傳回“-1”并将errno置為相應的錯誤号。另外要注意的是，當調用函數時，一般不要将端口号置為小于1024的值，因為1~1024是保留端口

号，你可以使用大于1024中任何一個沒有被占用的端口号。

　　Connect()函數用來與遠端伺服器建立一個TCP連接配接，其函數原型為：

　　int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);

　　Sockfd是目的伺服器的sockt描述符；serv_addr是包含目的機IP位址和端口号的指針。遇到錯誤時傳回-1，并且errno中包含相

應的錯誤碼。進行用戶端程式設計無須調用bind()，因為這種情況下隻需知道目的機器的IP位址，而客戶通過哪個端口與伺服器建立連接配接并不需要關心，内

核會自動選擇一個未被占用的端口供用戶端來使用。

　　Listen()——監聽是否有服務請求

　　在伺服器端程式中，當socket與某一端口捆綁以後，就需要監聽該端口，以便對到達的服務請求加以處理。

　　int listen(int sockfd， int backlog);

　　Sockfd是Socket系統調用傳回的socket

描述符；backlog指定在請求隊列中允許的最大請求數，進入的連接配接請求将在隊列中等待accept()它們（參考下文）。Backlog對隊列中等待

服務的請求的數目進行了限制，大多數系統預設值為20。當listen遇到錯誤時傳回-1，errno被置為相應的錯誤碼。

　　故伺服器端程式通常按下列順序進行函數調用：

　　socket(); bind(); listen(); /* accept() goes here */

　　accept()——連接配接端口的服務請求。

　　當某個用戶端試圖與伺服器監聽的端口連接配接時，該連接配接請求将排隊等待伺服器accept()它。通過調用accept()函數為其建立一個連

接，accept()函數将傳回一個新的socket描述符，來供這個新連接配接來使用。而伺服器可以繼續在以前的那個

socket上監聽，同時可以在新的socket描述符上進行資料send()（發送）和recv()（接收）操作：

　　int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);

　　sockfd是被監聽的socket描述符，addr通常是一個指向sockaddr_in變量的指針，該變量用來存放提出連接配接請求服務的主機的資訊

（某台主機從某個端口發出該請求）；addrten通常為一個指向值為sizeof(struct

sockaddr_in)的整型指針變量。錯誤發生時傳回一個-1并且設定相應的errno值。

　　Send()和recv()——資料傳輸

　　這兩個函數是用于面向連接配接的socket上進行資料傳輸。

　　Send()函數原型為：

　　int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);

　　Sockfd是你想用來傳輸資料的socket描述符，msg是一個指向要發送資料的指針。

　　Len是以位元組為機關的資料的長度。flags一般情況下置為0（關于該參數的用法可參照man手冊）。

　　char *msg = "Beej was here!"; int len， bytes_sent; ... ...

　　len = strlen(msg); bytes_sent = send(sockfd, msg,len,0); ... ...

　　Send()函數傳回實際上發送出的位元組數，可能會少于你希望發送的資料。是以需要對send()的傳回值進行測量。當send()傳回值與len不比對時，應該對這種情況進行處理。

　　recv()函數原型為：

　　int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);

　　Sockfd是接受資料的socket描述符；buf 是存放接收資料的緩沖區；len是緩沖的長度。Flags也被置為0。Recv()傳回實際上接收的位元組數，或當出現錯誤時，傳回-1并置相應的errno值。

　　Sendto()和recvfrom()——利用資料報方式進行資料傳輸

　　在無連接配接的資料報socket方式下，由于本地socket并沒有與遠端機器建立連接配接，是以在發送資料時應指明目的位址，sendto()函數原型為：

　　int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);

　　該函數比send()函數多了兩個參數，to表示目地機的IP位址和端口号資訊，而tolen常常被指派為sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函數也傳回實際發送的資料位元組長度或在出現發送錯誤時傳回-1。

　　Recvfrom()函數原型為：

　　int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);

　　from是一個struct sockaddr類型的變量，該變量儲存源機的IP位址及端口号。fromlen常置為sizeof (struct

sockaddr)。當recvfrom()傳回時，fromlen包含實際存入from中的資料位元組數。Recvfrom()函數傳回接收到的位元組數或

當出現錯誤時傳回-1，并置相應的errno。

　　應注意的一點是，當你對于資料報socket調用了connect()函數時，你也可以利用send()和recv()進行資料傳輸，但該

socket仍然是資料報socket，并且利用傳輸層的UDP服務。但在發送或接收資料報時，核心會自動為之加上目地和源位址資訊。

　　Close()和shutdown()——結束資料傳輸

　　當所有的資料操作結束以後，你可以調用close()函數來釋放該socket，進而停止在該socket上的任何資料操作：close(sockfd);

　　你也可以調用shutdown()函數來關閉該socket。該函數允許你隻停止在某個方向上的資料傳輸，而一個方向上的資料傳輸繼續進行。如你可以關閉某socket的寫操作而允許繼續在該socket上接受資料，直至讀入所有資料。

　　int shutdown(int sockfd,int how);

　　Sockfd的含義是顯而易見的，而參數 how可以設為下列值：

　　·0-------不允許繼續接收資料

　　·1-------不允許繼續發送資料

　　·2-------不允許繼續發送和接收資料，均為允許則調用close ()

　　shutdown在操作成功時傳回0，在出現錯誤時傳回-1（并置相應errno）。

　　DNS——域名服務相關函數

　　由于IP位址難以記憶和讀寫，是以為了讀寫記憶友善，人們常常用域名來表示主機，這就需要進行域名和IP位址的轉換。函數gethostbyname()就是完成這種轉換的，函數原型為：

　　struct hostent *gethostbyname(const char *name);

　　函數傳回一種名為hosten的結構類型，它的定義如下：

　　struct hostent {

　　 char *h_name; /* 主機的官方域名 */

　　 char **h_aliases; /* 一個以NULL結尾的主機名稱數組 */

　　 int h_addrtype; /* 傳回的位址類型，在Internet環境下為AF-INET */

　　 int h_length; /*位址的位元組長度 */

　　 char **h_addr_list; /* 一個以0結尾的數組，包含該主機的所有位址*/

　#define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一個位址*/

2、将主機的unsigned long值轉換為網絡位元組順序(32位)：為什麼要這樣做呢？因為不同的計算機使用不同的位元組順序存儲資料。是以任何從Winsock函數對IP位址和端口号的引用和傳給Winsock函數的IP位址和端口号均時按照網絡順序組織的。

      u_long htonl(u_long hostlong);

      舉例：htonl(0)=0

      htonl(80)= 1342177280

3、将unsigned long數從網絡位元組順序轉換位主機位元組順序，是上面函數的逆函數。       u_long ntohl(u_long netlong);

      舉例：ntohl(0)=0

      ntohl(1342177280)= 80

4、将主機的unsigned short值轉換為網絡位元組順序(16位)：原因同2：       u_short htons(u_short hostshort);

      htonl(80)= 20480

5、将unsigned short數從網絡位元組順序轉換位主機位元組順序，是上面函數的逆函數。       u_short ntohs(u_short netshort);

      舉例：ntohs(0)=0

      ntohsl(20480)= 80