大小端及tcp程序

来源：互联网发布：json txt格式转换器编辑：程序博客网时间：2024/05/16 19:50

背景知识：

大端：低字节放在高位，高字节放在低位

小端：低字节放在低位，低字节放在高位

网络序为大端模式

如果发送端与接收端的CPU大小端类型一致时，不需要进行数据字节序的转换；

如果不一致，则至少小端CPU上的程序需要进行字节序（大小端）的转换（因为网络序是大端模式，故大端CPU与网络序之间可以不考虑转换）

前提：

服务器程序运行在小端CPU（x86-PC）上，负责接收数据

客户端程序运行在大端CPU（MPIS）上，负责发送数据

服务器接收程序：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>

#define portnumber 3333                     //端口号，服务器与客户端须一致

typedef struct {
   char          aa;
   int          bb;
   char      cc;
   short    dd;
   char          ee[10];
} tcptest;

int main(int argc, char *argv[])
{
   int sockfd,new_fd;
   struct sockaddr_in server_addr;
   struct sockaddr_in client_addr;
   int sin_size;
   int nbytes;

/* 用于进行字符串测试 */
char buffer[1024];

/* 用于进行单个整形数据的测试 */
int sunh;

    /* 用于进行结构体测试 */
   tcptest *tcptt;
   tcptt = (tcptest *)malloc(sizeof(tcptest));

   /* 服务器端开始建立sockfd描述符 */
   if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) // AF_INET:IPV4;SOCK_STREAM:TCP（tcp协议的流式套接字）
   {
       fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
       exit(1);
   }

    /* 服务器端填充 sockaddr结构 */
   bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));              // 初始化,置0
   server_addr.sin_family=AF_INET;                   // Internet ：ip协议

server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // (将本机器上的long数据转化为网络上的long数据)和任何主机通信

//INADDR_ANY 表示可以接收任意IP地址的数据，即绑定到所有的IP

                                                                                                  //此处因为为INADDR_ANY，故可以不进行字节序转换
   //server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.1"); //用于绑定到一个固定IP,inet_addr用于把数字加格式的ip转化为整形ip
   server_addr.sin_port=htons(portnumber);                   // (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号
                                                                                         //此处必须进行字节序（大小端）的转换，否则服务器与客户端连接会失败
   /* 捆绑sockfd描述符到IP地址 */
   if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
   {
       fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
       exit(1);
   }

   /* 设置允许连接的最大客户端数 */
   if(listen(sockfd,5)==-1)
   {
       fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
       exit(1);
   }

   while(1)
   {

       /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
       new_fd=accept(sockfd,NULL,NULL);
        if((new_fd<0)&&(errno==EINTR))
                 continue;
        else if(new_fd<0)
           {
               printf("Accept Error:%s\n\a",strerror(errno));
               continue;
           }

/* 接收数据 */
#if 0

       /* 用于进行字符串测试 */
        if((nbytes=read(new_fd,buffer,1024))==-1)
       {
           fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
           exit(1);
       }
       buffer[nbytes]='\0';
       printf("Server received %s\n",buffer);

//结果证明，字符串数据在大小端不同的CPU之间传输时，可以不用转换，因为字符串是按字节排序的32位处理器的话，以4字节为单位进行大小端转换的）

//测试结果：与用户输入的字符串一致或big-little endian test

       /* 用于进行单个整形数据的测试 */
       if((nbytes=read(new_fd,&sunh,sizeof(int)))==-1)
       {
           fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
           exit(1);
       }
       printf("Server received %x\n",ntohl(sunh));     //接收正常：0x12345678    //ntohl实现网络序到主机序转换
       printf("Server received %x\n",sunh);               //接收不正常：0x78563412

//结果证明，int型的数据在大小端不一致的CPU间传输时，必须进行数据字节序的转换，否则会出现错误

//因为客户端发送程序运行在大端CPU上，与网络序一致，故可以不用进行转换；

//而服务器接收程序运行在小端CPU上，与网络序相反，要想实现正常通讯，必须使用ntohl函数进行大小端的转换

#endif

        /* 用于进行结构体测试 */
       if((nbytes=read(new_fd,tcptt,sizeof(tcptest)))==-1)
       {
           fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
           exit(1);
       }
       printf("Server received %x\n",tcptt->aa);
       printf("Server received %x\n",tcptt->bb);
       printf("Server received %x\n",tcptt->cc);
       printf("Server received %x\n",tcptt->dd);
       printf("Server received %s\n",tcptt->ee);
                           /*

打印结果为：

                                       Server received 7
                                       Server received 77563412
                                       Server received 1b
                                       Server received 1757
                                       Server received sunhao27
                                       说明结构体在大小端不同的CPU之间传输时，如果按照结构体成员的名字进行数据的读取，

与单个的int型或者字符串传输结果一致（如tcptt->bb和tcptt->ee）（只不过是将多个不同类型放到同一个结构体中罢了），

如果要实现tcptt->bb的正常读取，需要使用printf("Server received %x\n",ntohl(tcptt->bb));语句。

       /* 这个通讯已经结束 */
       close(new_fd);
       /* 循环下一个 */
   }

   /* 结束通讯 */
   close(sockfd);
   exit(0);
}

客户端发送程序：

typedef struct {
   char          aa;
   int             bb;
   char      cc;
   short    dd;
   char          ee[10];
} tcptest;

int main(int argc, char *argv[])
{
   int sockfd;
   struct sockaddr_in server_addr;
   struct hostent *host;

/* 用于进行字符串测试 */

char buffer[1024];

/* 用于进行单个整形数据的测试 */
int sunh=0x12345678;
int SH;

    /* 用于进行结构体测试 */
   tcptest *tcptt;
   tcptt = (tcptest *)malloc(sizeof(tcptest));
   tcptt->aa=7;
   tcptt->bb=0x12345677;
   tcptt->cc=27;
   tcptt->dd=0x5717;
   strcpy(tcptt->ee, "sunhao27");

     /*可使用hostname查询host 名字 */
   if(argc!=2)
   {
       fprintf(stderr,"Usage:%s hostname \a\n",argv[0]);
       exit(1);
   }
   if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL)
   {
       fprintf(stderr,"Gethostname error\n");
       exit(1);
   }

   /* 客户程序开始建立 sockfd描述符 */
   if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)              // AF_INET:Internet;SOCK_STREAM:TCP
   {
       fprintf(stderr,"Socket Error:%s\a\n",strerror(errno));
       exit(1);
   }

   /* 客户程序填充服务端的资料 */
   bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));            // 初始化,置0
   server_addr.sin_family=AF_INET;                      // IPV4
    server_addr.sin_port=htons(portnumber); // (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号
                                                                        //因为客户端程序运行在大端机器上，所以此处不使用htons函数转换也不会出错
   server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr); // IP地址

   /* 客户程序发起连接请求 */
   if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
   {
       fprintf(stderr,"Connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
       exit(1);
   }

   /* 连接成功了，发送数据 */

#if 0

/* 用于进行字符串测试 */

printf("Please input char:\n"); //终端输入字符串，服务器接收的结果与用户输入的结果一致，说明字符串传输可以简单的理解为不受大小端的影响

    fgets(buffer,1024,stdin);
    //strcpy(buffer, "big-little endian test");
   write(sockfd,buffer,strlen(buffer));

     /* 用于进行单个整形数据的测试 */
   SH = sunh;     //因为客户端为大端CPU，所以可以不进行网络序的转换（转换与不转换的效果其实是一样的），

//如果客户端为小端CPU则需要SH = htonl(sunh); 进行字节序的转换
write(sockfd,&SH,sizeof(int));

#endif

/* 用于进行结构体测试 */

                            //与单个整形数据的测试一样，如果客户端运行在小端CPU上时，结果体中所有的int或short类型的变量都需要进行网络序的转换之后再进行发送
   write(sockfd,tcptt,sizeof(tcptest));

   /* 结束通讯 */
   close(sockfd);
   exit(0);
}

补充：

其实arm、mips等处理器一般既可以运行在大端模式也可以运行在小端模式（一般开发板上会有拨码开关），注意的是，将mips选择为大端或小端模式时，对应的编译器需要要加上与大端或小端对应的编译选项（详见man *-gcc等），否则程序不能执行。