对网络字节顺序和主机字节顺序感到困惑

Question

我对 感到非常困惑主机字节序和 网络字节序 .我知道网络字节顺序是大端。而且我知道在我的情况下主机字节顺序是小端。

那么，如果我正在打印数据，我需要转换为主机字节顺序才能获得正确的值吗？

我的问题是我试图打印 htonl 返回的数据值.这是我的例子:

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>

int main(int argc, char *argv[])
{   
    int bits = 12;
    char *ip = "132.89.39.0";
    struct in_addr addr;
    uint32_t network, netmask, last_addr;
    uint32_t total_hosts;

    inet_aton(ip, &addr);
    printf("Starting IP:\t%s\n", inet_ntoa(addr.s_addr));

    netmask = (0xFFFFFFFFUL << (32 - bits)) & 0xFFFFFFFFUL;
    netmask = htonl(netmask);
    printf("Netmask:\t%s\n", inet_ntoa(netmask));

    network = addr.s_addr & netmask;
    printf("Network:\t%s\n", inet_ntoa(network));

    printf("Total Hosts:\t%d\n", ntohl(netmask));

    return 0;

}
printf("Total Hosts:\t%d\n", ntohl(netmask));打印正确的值，但打印时带有减号。如果我使用 %u我得到了错误的值。

我哪里错了？

%d 输出为:

Starting IP:    132.89.39.0
Netmask:        255.240.0.0
Network:        132.80.0.0
Total Hosts:    -1048576

%u 输出为:

Starting IP:    132.89.39.0
Netmask:        255.240.0.0
Network:        132.80.0.0
Total Hosts:    4293918720

我已经坚持了2天。看似如此简单的事情让我彻底失望了。我不希望任何人解决问题，但朝着正确的方向推进会非常有帮助。

Answer 1

目前有多种系统可以在 little-endian 和 bigendian 之间切换
字节排序，有时在系统重置时，有时在运行时。
作为网络程序员，我们必须处理这些字节顺序差异，因为
网络协议(protocol)必须指定网络字节顺序。例如，在一个 TCP 段中，有
是一个 16 位的端口号和一个 32 位的 IPv4 地址。发送协议(protocol)栈和
接收协议(protocol)栈必须同意这些多字节字段的字节顺序
将被传送。 Internet 协议(protocol)对这些多字节使用大端字节序
整数。
理论上，实现可以将字段存储在主机字节中的套接字地址结构中
顺序，然后在将字段移入和移出时转换为网络字节顺序
协议(protocol)头，让我们不必担心这个细节。但是，无论是历史还是
POSIX 规范说套接字地址结构中的某些字段必须是
以网络字节顺序维护。因此，我们关心的是主机字节顺序之间的转换
和网络字节顺序。我们使用以下四个函数在这两个字节之间进行转换
订单。

 #include <netinet/in.h>
    uint16_t htons(uint16_t host16bitvalue) ;
    uint32_t htonl(uint32_t host32bitvalue) ;

两者都返回:网络字节顺序中的值

   uint16_t ntohs(uint16_t net16bitvalue) ;
    uint32_t ntohl(uint32_t net32bitvalue) ;

两者都返回:主机字节顺序中的值

在这些函数的名称中，h代表主机，n代表网络，s代表缩写，
l 代表长。术语“短”和“长”是来自 Digital VAX 的历史文物
4.2BSD的实现。我们应该将 s 视为 16 位值(例如 TCP 或
UDP 端口号)和 l 作为 32 位值(例如 IPv4 地址)。事实上，在 64 位
数字阿尔法，一个长整数占用 64 位，但 htonl 和 ntohl 函数在
32 位值。
使用这些函数时，我们不关心实际值(big-endian 或 littleendian)
用于主机字节顺序和网络字节顺序。我们必须做的是调用
适当的函数在主机和网络字节顺序之间转换给定值。在
那些与 Internet 协议(protocol)(大端)具有相同字节顺序的系统，这些
四个函数通常定义为空宏。
我们将更多地讨论字节排序问题，关于包含在一个
网络数据包，而不是协议(protocol)头中的字段，
我们还没有定义术语“字节”。我们使用该术语来表示 8 位数量，因为
几乎所有当前的计算机系统都使用 8 位字节。大多数 Internet 标准都使用该术语
八位字节而不是字节表示 8 位数量。这始于 TCP/IP 的早期
因为早期的大部分工作都是在诸如 DEC-10 之类的系统上完成的，它没有使用
8 位字节。
Internet 标准中的另一个重要约定是位排序。在许多互联网
标准，您将看到类似于以下的数据包“图片”(这是第一个
来自 RFC 791 的 IPv4 header 的 32 位):

0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version|  IHL|   TYPE OF SERCVICE |      TOTAL LENGTH          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 

这表示四个字节，按照它们出现在线路上的顺序；最左边的位是
最重要的。但是，编号从分配给最高有效位的零开始。
这是您应该熟悉的符号，以便更容易阅读协议(protocol)
RFC 中的定义。
1980 年代一个常见的网络编程错误是在 Sun 上开发代码
工作站(大端摩托罗拉 68000s)而忘记调用这四个函数中的任何一个。
代码在这些工作站上运行良好，但在移植到 littleendian 时无法运行
机器(例如 VAX)。