Unix网络编程【2】-套接口操作函数

本博客参考自《Unix网络编程卷1》

套接字操作函数

1.字节排序函数

一个16位的整数，由两个字节组成。它在计算机中有两种存储方式：1.将低字节作为起始地址-小端序。2.将高字节作为起始地址-大端序。

MSB(most significant bit):做高有效位。LSB(least significant bit)-最低有效位

一般的intelCPU都是按照小端序存储数据，而网络通信中一般要求大端序。可用下面的程序判断系统的字节序。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
	union {
	  short  s;
      char   c[sizeof(short)];
    } un;
	un.s = 0x0102;
	if (sizeof(short) == 2) {
		if (un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2)
			printf("big-endian\n");
		else if (un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)
			printf("little-endian\n");
		else
			printf("unknown\n");
	} else
		printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));
	exit(0);
}

本人Ubuntu系统运行的结果：

对上述程序的说明：程序采用union结构共享内存，通过使用不同的方式解读内存，获得主机的大端、小端信息。

在编写网络通信程序时，通常需要在大端和小端序之间转换，以下几个函数可以实现这些功能

Ubuntu:/usr/include/netinet/in.h
#include <netinet/in.h>
uint16_t	htons(uint16_t host16bitvalue);
uint32_t	htonl(uint32_t host32bitvalue);
uint16_t	ntohs(unit16_t net16bitvalue);
uint32_t	ntohl(uint32_t net32bitvalue);

其中h-host,n-network,s-short,l-long。其中前两个函数传入主机字节返回网络字节。后两个函数传入网络字节返回主机字节。s结尾代表对16位端口操作，l结尾代表对32位IP地址操作。

2.字节操纵函数

字节操纵函数主要的作用是对指针指向的多字节内存进行清零、拷贝和比较的操作。这些函数著有有两类：一类是以b开头的，一类是以mem开头的。

Ubuntu:/usr/include/strings.h
#include<strings.h>
void bzero(void *dest,size_t ntytes);
void bcopy(const void*src,void*dst,size_t nbytes);
int bcmp(const void* ptr1, const void* ptr2,size_t nbytes)

bzero-把目标字节串中指定数目的字节置0.

bcopy-将指定数目的字节从源字节串移到目标字节串。

bcmp-比较两个任意字节串，相同返回0，否则返回非0.

Ubuntu:/usr/include/string.h
#include <string.h>
void *memset(void *dest,int c,size_t len);
void *memcpy(void *dest, const void *src,size_t nbytes);
int memcmp(const void *ptrl,const void *ptr2,size_t nbytes)

memset-将目标字节串指定数目的字节置为c。

memcpy-类似与bcopy，不过两个指针的顺序相反。当源字节串与目标字节串重叠时，需要用memmove代替memcpy。

memcmp-比较两个任意字符串，ptr1>ptr2返回大于0。ptr1 == ptr2 返回0。ptr1 < ptr2返回小于0。字节比较从第一个字节开始，直到出现第一个不等的字节。

3.IP地址转换函数

在编写网络程序时，通常需要在点分十进制串（127.0.0.1）与网络字节二进制之间转换，下面介绍进行转换的函数

IPv4版本

Ubuntu:/usr/include/arpa/inet.h
#include <arpa/inet.h>
int inet_aton(const char *strptr,struct in_addr *addrptr);
in_addr_t inet_addr(const char *strptr);
char *inet_ntoa(struct in_addr inaddr);

inet_aton-将strptr所指C字符串转换成一个32位网络字节序二进制值，通过addrptr来存储。成功返回1，否则返回0.

inet_addr-将点分十进制字符串转换为32位网络字节序二进制，通过返回值返回。INADDR_NONE=255.255.255.255用于指示错误。这就意味着255.255.255.255不能通过该函数处理。此函数现在基本已经废弃。

inet_ntoa-将一个32位的网络字节序二进制IPv4转换成相应的点分十进制数串。

IPv4和IPv6通用版本

Ubuntu:/usr/include/arpa/inet.h
#include <arpa/inet.h>
int inet_pton(int family,const char *strptr,void *addrptr);
const char *inet_ntop(int family,const void *addrptr,char *strptr,size_t len);

函数中p和n分别代表presentation和numeric。其中family参数有两个选项AF_INET和AF_IENT6，如果以不支持的协议族调用，函数会将errno置为EAFNOSUPPORT.

inet_pton-将strptr指针所指定的字符串，转换为对应的二进制结果并存放在addrptr指针所指的内存区域。若成功返回1，输入格式无效返回0，出错返回-1.

inet_ntop-将数值格式（addrptr）转换为对应的表达格式（strptr）。len用于指定目标存储单元大小。如果len过小，errno会被置为ENOSPC。strptr不可以为空指针，调用者需要分配内存。调用成功这个指针就是函数返回值。

对5个转换函数的总结

IPv6地址一共128位，16位之间有个“：”。

IPv4兼容的IPv6或者映射的IPv6，前6个16位正常表达，后2个16位表达成IPv4的表达格式。