네트워크 바이트 순서

네트워크 바이트 순서 (Byte Ordering)

T heory/Network

설정

■ 시스템이 내부적으로 데이터를 표현하는 방법

(1) 바이트 순서
: 바이트 순서는 데이터가 바이트 단위로 메모리에 저장되는 순서를 의미한다.

- 크게 Big Endian과 Little Endian 방식이 존재하며, 각 CPU 벤더 의존적인 특징을 가지고 있다. 
- Little Endian을 사용하는 대표적인 벤더가 '인텔(AMD)'계열의 80x86시스템이고,
- Big Endian을 사용하는 대표적인 벤더가 '모토로라 or IBM'계열의 Power PC 시스템이다.
- Network Protocol은 Big Endian, ARM은 대부분 Little Endian이다.

(2) Big Endian
: 데이터가 상위 바이트 부터 메모리에 적재(Network Ordering)
  가장 최상위 바이트(0A)가 가장 낮은 메모리 주소에 저장되는 방식

(ex) 0x12345678의 32비트 값을 Big Endian으로 표현하면 :
                     0x12    0x34    0x56    0x78
                    낮은 주소    -->      높은주소


(3) Littel Endian
: 데이터가 하위 바이트 부터 메모리에 적재(Host Ordering)
  가장 최상위 바이트(0A)가 가장 높은 메모리 주소에 저장되는 방식

 

(ex) 0x12345678의 32비트 값을 Little Endian으로 표현하면 :
                     0x78    0x56    0x34    0x12
                    낮은 주소    -->      높은주소


(4)  정리

- 네트워킹을 통해 데이터를 송수신할 때 올바른 데이타를 받기 위에서는 시스템에 맞게 바이트 오더링 과정이 필요하다.

- Microsoft Visual C++에서 제공하는 Library 에는 이런 바이트 오더링을 위한 네트워크 함수를 지원한다.
- WS2_32.lib에 있는 htons(), htonl(), ntohs(), ntohl()
: 이 함수들의 이름 중 'n'은 네트워크를 의미하고, 'h' 는 호스트를 의미한다.
  's'는 short (2바이트) 데이타 타입, ' l '은 long (4바이트) 데이타 타입을 의미한다.

=> 그래서, htonl() 같은 경우는.. 호스트가 네트워크로(h to n) 데이터를 전송하기 전에 4바이트( l ) 데이터에 대한
    바이트 오더링을 해주는 함수이다.


(5) Byte Ordering 함수

unsigned long int ntohl ( unsigned long int x)
{
    return(
                    ( ( x & 0x000000ffU ) << 24 ) |
                    ( ( x & 0x0000ff00U ) << 8   ) |
                    ( ( x & 0x00ff0000U ) >> 8   )  |
                    ( ( x & 0xff000000U ) >> 24 )  )
    );
}

※ 네트워크 바이트 순서 변환 함수 관련 포스팅 자료
  2011/04/13 - [[ C laguage ]/Function] - Network Byte Ordering 변환 함수 (ntohl, ntohs, htonl, htons)

 

 

 

바이트 순서 변환 함수 (ntohl, ntohs, htonl, htons)

P rogramming/C Language

설정

(1) Network Byte Ordering 변환 함수

u_long WSAAPI ntohl(__in  u_long netlong);
network to host(시스템) long(4바이트)

TCP/IP 네트워크로부터 인텔 프로세스의 리틀 엔디안인 호스트(시스템) 바이트 순서로 u_long(부호 없는 4바이트)
타입의 값을 변환한다.
- 리턴 : netlong 전달인자에 대해 뒤집어진 바이트 순으로 제공된 값
- netlong : TCP/IP 네트워크 바이트 순서에서 32비트 숫자.

u_short WSAAPI ntohs(__in  u_short netshort);
network to host(시스템) short(2바이트)

TCP/IP 네트워크로부터 인텔 프로세스의 리틀 엔디안인 호스트(시스템) 바이트 순서로 u_short(부호 없는 2바이트)
타입의 값을 변환한다.
- 리턴 : 호스트(시스템) 바이트 순서로 된 값.
- netshort : TCP/IP 네트워크 바이트 순서에서 16비트 숫자.

u_long WSAAPI htonl(__in  u_long hostlong);
host to network long

호스트로부터 빅 엔디안인 TCP/IP 네트워크 바이트 순서로 u_long 타입의 값을 변환한다.
- 리턴 : TCP/IP 네트워크 바이트 순서로 된 값.
- hostlong : 호스트(시스템) 바이트 순서로 된 32비트 숫자.

u_short WSAAPI htons(__in  u_short hostshort);
host to network short

호스트로부터 빅 엔디안인 TCP/IP 네트워크 바이트 순서로 u_short 타입의 값을 변환한다.
- 리턴 : TCP/IP 네트워크 바이트 순서로 된 값.
- hostshort : 호스트(시스템) 바이트 순서로 된 16비트 숫자.

※ 네트워크 바이트 순서는 Big Endian 이다 !
: 현 재 시스템의 CPU가 Big-Endian 방식을 사용하고 있다 하더라도, 반드시 변환 함수를 사용해서 네트워크 바이트 순서로
  변환하는 과정을 거쳐야 한다. 그 이유는 '이식성'을 위해서 이다. 본 프로그램이 Big-Endian 시스템에서만 사용된다는 보장을
  할 수 없기 때문에.


(2) 표현계층(presentation layer)

네트워크 바이트 순서를 결정하는 등의 서로 표현하는 방법에 대한 규칙을 정한다.
ex) 나라마다 날짜 표기가 다르다.
한국 : 09/06/02, 미국 : June 2th 2009


(3) WORD

 - 컴퓨터가 한 번에 처리할 수 있는 단위. (실제 의미)
 - 윈도우즈 WIN16의 호환성을 위해 2바이트를 사용한다.

unsigned long inet_addr(__in  const char *cp);

IPv4의 점으로 표시된 10진수 주소값으로 구성된 문자열을 IN_ADDR 구조체를 위한 적절한 주소로 변환한다.
- 리턴 : 주어진 인터넷 주소의 2진수 표현으로 구성된 부호없는 long값.
- cp : 인터넷 표준 "." 표기법으로 표현된 숫자를 나타내는 NULL종료 문자열

char* FAR inet_ntoa(__in  struct   in_addr in);

(IPv4인) 인터넷 네트워크 주소를 인터넷 표준 10진-구두점 형태의 문자열로 변환한다.
- 리턴 : "." 표기법으로 문자 주소를 포함한 정적인 버퍼의 포인터.
- in : 인터넷 호스트 주소를 표현한 in_addr 구조체

※ 네트워크 바이트 순서 관련 이론 포스팅 자료