将数据转换为big-endian

Question

我使用WinSock向服务器发送UDP数据包，我需要用big-endian发送数据。我不知道在发送之前如何转换结构的字节顺序。

我有一个这样的结构：

struct ConnectIn
{
    std::int64_t ConnectionID = 0x41727101980;
    std::int32_t Action = 0;
    std::int32_t TransactionID;
    ConnectIn(std::int32_t transactionID)
    {
        TransactionID = transactionID;
    }
};

现在我发送的是这样的：

ConnectIn msg(123);
int len = sizeof(msg);
int bytesSent = sendto(s, (char*)&msg, len, 0, (SOCKADDR*)&dest, sizeof(address));

如何在发送之前将msg的字节顺序转换为big-endian

如果你好奇的话，我发送的数据是针对Bit Torrent UDP跟踪器协议的。

Answer 1

如果您想手动执行此操作，那么您需要分别交换每个成员。您可以将成员从主机的字节顺序转换为网络的字节顺序。在Win32上，htonll()用于64位整数，htonl()用于32位整数：

#include <Winsock2.h>
ConnectIn msg(123);
msg.ConnectionID = htonll(msg.ConnectionID);
msg.Action = htonl(msg.Action);
msg.TransactionID= htonl(msg.TransactionID);

然后，您可能还希望单独发送成员，以避免依赖于主机系统的结构布局。Windows ABI不会在这个结构中插入任何填充，但对于其他结构，您可能会使用它。所以这里有一个基本的想法：

char buf[sizeof msg.ConnectionID + sizeof msg.Action + sizeof msg.TransactionID];
char *bufi = buf;
std::memcpy(bufi, &msg.ConnectionID, sizeof msg.ConnectionID);
bufi += sizeof msg.ConnectionID;
std::memcpy(bufi, &msg.Action, sizeof msg.Action);
bufi += sizeof msg.Action;
std::memcpy(bufi, &msg.TransactionID, sizeof msg.TransactionID);
bufi += sizeof msg.TransactionID;
int len = sizeof buf;
int bytesSent = sendto(s, buf, len, 0, (SOCKADDR*)&dest, sizeof(address));

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然后在接收端使用适用于64位和32位类型的ntoh*()函数，将网络的字节顺序转换为接收主机的字节顺序。

Answer 2

是的，网络字节顺序（NBO）是Big Endian，因此您需要找到在web上发送该结构的方法。

您当前正在做的操作不起作用：您正在发送整个结构，但接收器可能有不同的endianness、padding等。
最简单的选择是：

• 使用协议定义的布局发送每个字段
• 处理序列化的第三部分库：GoogleProtobuf是最常见的库之一

对于第一个选项，在Winsock2库中有一些函数负责处理这个问题。这些是：

• （WSA）ntoht（网络到主机t，其中t可以是short和unsigned）
• （WSA）htont（主机到网络t，其中t可以是short和unsigned）

WSA函数有点不同，仅适用于Windows。

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网络编程指南
Winsock参考

Answer 3

一个选项是单独转换每个数字的

对于GCC：

int32_t __builtin_bswap32 (int32_t x)
int64_t __builtin_bswap64 (int64_t x)

对于MSVC：

unsigned short _byteswap_ushort(unsigned short value);
unsigned long _byteswap_ulong(unsigned long value);
unsigned __int64 _byteswap_uint64(unsigned __int64 value);