【Linux 网络开发】Linux htons()、htonl()、pton()简介（常用在 socket编程中）

当然可以！下面是对 htons()、htonl()、inet_pton() 等函数的详细讲解，它们是 Linux 下 网络编程（socket 编程） 中的常用工具，用于处理网络字节序的问题。

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📌 一、什么是字节序（Endian）

网络通信中，不同平台（x86/ARM）可能使用不同的 字节序（Endian）：

• 大端序（Big-Endian）：高位字节存在低地址（网络字节序使用它）
• 小端序（Little-Endian）：高位字节存在高地址（x86 主机使用它）

为了解决不同平台间通信数据的兼容性，Linux 提供了一系列函数用于字节序转换。

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🧱 二、htons()、htonl() 简介

函数名	含义	用途
htons()	host to network short	主机字节序 → 网络字节序（16位）
htonl()	host to network long	主机字节序 → 网络字节序（32位）
ntohs()	network to host short	网络字节序 → 主机字节序（16位）
ntohl()	network to host long	网络字节序 → 主机字节序（32位）

🧪 示例：使用 htons 和 htonl

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    unsigned short port = 8080;       // 16位端口号
    unsigned int ip = 0x7f000001;     // 127.0.0.1 in hex

    unsigned short net_port = htons(port);
    unsigned int net_ip = htonl(ip);

    printf("Host order port: %u\n", port);
    printf("Network order port: %u\n", net_port);

    printf("Host order IP: %u\n", ip);
    printf("Network order IP: %u\n", net_ip);

    return 0;
}

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🌐 三、inet_pton() 和 inet_ntop()

这两个函数用于在 字符串形式的 IP 地址 与 二进制格式（网络字节序） 之间转换：

函数	含义	示例
inet_pton()	Presentation → Network	字符串 → 二进制 IP
inet_ntop()	Network → Presentation	二进制 IP → 字符串

✅ 使用 inet_pton 示例

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    const char *ip_str = "192.168.1.1";
    struct in_addr addr;

    int result = inet_pton(AF_INET, ip_str, &addr);
    if (result <= 0) {
        printf("转换失败\n");
    } else {
        printf("inet_pton 成功，网络字节序 IP: 0x%x\n", addr.s_addr);
    }

    return 0;
}

✅ 使用 inet_ntop 示例

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = htonl(0xc0a80101); // 192.168.1.1

    char ip_str[INET_ADDRSTRLEN];
    const char *result = inet_ntop(AF_INET, &addr, ip_str, INET_ADDRSTRLEN);

    if (result == NULL) {
        printf("转换失败\n");
    } else {
        printf("inet_ntop 成功，IP 字符串: %s\n", ip_str);
    }

    return 0;
}

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📦 四、这些函数常用于哪里？

这些函数在 socket 编程中非常常见：

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(8080); // 端口号转换
inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr); // IP转换

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✅ 总结：函数速查表

函数	作用	参数类型
htons()	主机 → 网络（16位）	unsigned short
htonl()	主机 → 网络（32位）	unsigned long
ntohs()	网络 → 主机（16位）	unsigned short
ntohl()	网络 → 主机（32位）	unsigned long
inet_pton()	字符串 IP → 二进制 IP	AF_INET, AF_INET6
inet_ntop()	二进制 IP → 字符串 IP	AF_INET, AF_INET6

太好了！下面是一个完整的 Linux 下 C 语言 socket 编程示例，包含：

• TCP 服务器端和客户端
• 使用 htons()、inet_pton()、inet_ntop() 等函数
• 实现基本的连接、接收、发送逻辑

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⚙️ 示例结构

我们将写两个文件：

1. server.c – TCP 服务器，监听 8080 端口
2. client.c – TCP 客户端，连接到服务器并发送消息

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🧱 1. server.c：TCP 服务器端代码

// server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024

int main() {
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    char buffer[BUF_SIZE];
    socklen_t client_len = sizeof(client_addr);

    // 创建 socket
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd < 0) {
        perror("socket 创建失败");
        exit(1);
    }

    // 配置地址
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 本地任意地址
    server_addr.sin_port = htons(PORT);       // 端口转网络字节序

    // 绑定
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind 失败");
        exit(1);
    }

    // 监听
    if (listen(server_fd, 5) < 0) {
        perror("listen 失败");
        exit(1);
    }

    printf("🚀 服务器监听中，端口 %d...\n", PORT);

    // 接受连接
    client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len);
    if (client_fd < 0) {
        perror("accept 失败");
        exit(1);
    }

    char client_ip[INET_ADDRSTRLEN];
    inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, client_ip, INET_ADDRSTRLEN);
    printf("✅ 接收到来自 %s:%d 的连接\n", client_ip, ntohs(client_addr.sin_port));

    // 接收数据
    memset(buffer, 0, BUF_SIZE);
    read(client_fd, buffer, BUF_SIZE);
    printf("📩 收到消息: %s\n", buffer);

    // 发送回应
    const char *reply = "Hello from server!";
    write(client_fd, reply, strlen(reply));

    // 关闭连接
    close(client_fd);
    close(server_fd);
    return 0;
}

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💻 2. client.c：TCP 客户端代码

// client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define BUF_SIZE 1024

int main() {
    int sockfd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    char buffer[BUF_SIZE];

    // 创建 socket
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket 创建失败");
        exit(1);
    }

    // 配置服务器地址
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr);

    // 连接服务器
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("连接失败");
        exit(1);
    }

    // 发送消息
    const char *msg = "Hello from client!";
    write(sockfd, msg, strlen(msg));

    // 接收回应
    memset(buffer, 0, BUF_SIZE);
    read(sockfd, buffer, BUF_SIZE);
    printf("📩 来自服务器的消息: %s\n", buffer);

    close(sockfd);
    return 0;
}

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🛠️ 编译与运行

gcc server.c -o server
gcc client.c -o client

在两个终端中运行：

1. 第一个终端：

./server

2. 第二个终端：

./client

你将看到类似输出：

✅ 接收到来自 127.0.0.1:xxxxx 的连接
📩 收到消息: Hello from client!

客户端输出：

📩 来自服务器的消息: Hello from server!

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📚 总结：用到了哪些知识点？

用法	解释
htons()	主机端口 → 网络字节序
inet_pton()	IP 字符串 → 二进制地址
inet_ntop()	二进制地址 → 字符串（打印用）
read()/write()	简单的 socket 通信
socket()/bind()/listen()/accept()/connect()	socket 编程核心 API