在 C 中通过具有正确填充和字节序的套接字发送结构答案

【问题标题】：Send a struct over a socket with correct padding and endianness in C在 C 中通过具有正确填充和字节序的套接字发送结构
【发布时间】：2011-08-05 07:52:45
【问题描述】：

我定义了几个结构以通过不同的操作系统（tcp 网络）发送。定义的结构是：

struct Struct1 { uint32_t num; char str[10]; char str2[10];}
struct Struct2 { uint16_t num; char str[10];}   

typedef Struct1 a;
typedef Struct2 b;

数据存储在文本文件中。数据格式如下：

123
派
地壳

Struct1 a 存储为 3 个单独的参数。但是， struct2 是两个单独的参数，第 2 行和第 3 行都存储到 char str[] 中。问题是当我通过多个网络写入服务器时，没有正确接收数据。有许多空格分隔结构中的不同参数。写入服务器时如何确保正确发送和填充？如何正确存储数据（动态缓冲区或固定缓冲区）？

写示例：write(fd,&a, sizeof(typedef struct a));这是正确的吗？

struct2 的接收端输出问题：

123( , )
0（，派）
0（地壳，）

正确的输出

123（馅饼，地壳）

【问题讨论】：

您应该发布您用于发送和接收的代码的 sn-ps，我们无法真正猜出您做错了什么。
看看RFC 4506 XDR: External Data Representation Standard，它描述了如何对数据进行编码以便在机器之间传输。

标签： c tcp padding endianness struct

【解决方案1】：

write(fd,&a, sizeof(a)); 不正确；至少不可移植，因为 C 编译器可能会在元素之间引入填充以确保正确对齐。 sizeof(typedef struct a) 甚至没有意义。

您应该如何发送数据取决于您的协议规范。特别是，协议定义了广泛不同的发送字符串的方式。单独发送struct成员一般是最安全的；通过多次调用 write 或writev(2)。例如，发送

struct { uint32_t a; uint16_t b; } foo;

通过网络，foo.a 和 foo.b 已经具有正确的字节顺序，您可以执行以下操作：

struct iovec v[2];
v[0].iov_base = &foo.a;
v[0].iov_len  = sizeof(uint32_t);
v[1].iov_base = &foo.b;
v[1].iov_len  = sizeof(uint16_t);
writev(fp, v, 2);

【讨论】：

htons 和 htonl 是您将 16 位和 32 位整数转换为网络字节序的朋友。 ntohs 和 ntohl 将它们转换回来。
@larsmans 这里是一个代码 sn-p 读取数据到 struct ` ` write(sockfd,&v[0],htons(sizeof(v[0]))); `
' struct ver1{ uint16_t id;字符名称[20]； }v[20]; // #pragma pack(0) struct ver2{ uint32_t pid;字符 fname[20];字符 lname[20]; }r[20]; '

【解决方案2】：

通过网络发送结构很棘手。您可能会遇到以下问题

整数的字节字节序问题。
您的编译器引入了填充。
字符串解析（即检测字符串边界）。

如果性能不是您的目标，我建议为要发送和接收的每个结构（ASN.1、XML 或自定义）创建编码器和解码器。如果确实需要性能，您仍然可以使用结构并解决（1），通过修复字节顺序（即网络字节 order) 并确保您的整数在这些结构中按原样存储，以及 (2) 通过修复编译器并使用编译指示或属性来强制执行“打包”结构。

例如，Gcc 使用 attribute((packed)) ：

struct mystruct {
  uint32_t  a;
  uint16_t b;
  unsigned char text[24];
} __attribute__((__packed__));

(3) 不容易解决。在网络协议中使用以空字符结尾的字符串并且根据它们的存在会使您的代码容易受到多种攻击。如果需要涉及字符串，我会使用适当的编码方法，例如上面建议的方法。

【讨论】：

如何将其发送（写入）到服务器？写（fd，______，sizeof（mystruct））？
确实如此。这种技术在低级驱动程序中相当常用。

【解决方案3】：

简单的方法是为每个结构编写两个函数：一个将文本表示转换为结构，另一个将结构转换回文本。然后，您只需通过网络发送文本，然后在接收端将其转换为您的结构。这样字节序无关紧要。

【讨论】：

【解决方案4】：

有一些转换函数可以确保二进制整数在网络上的可移植性。使用 htons、htonl、ntohs 和 ntohl 将 16 位和 32 位整数从主机转换为网络字节顺序，反之亦然。

【讨论】：