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用pack() 創建網絡協議的二進制數據包

M66 2025-05-29

在編寫PHP 網絡通信程序時,常常需要構建符合特定協議格式的二進制數據包。這種情況下, pack()函數就是一個不可或缺的工具。它可以按照指定的格式將PHP 的變量打包成二進製字符串,方便與底層網絡或硬件進行通信。

一、什麼是pack() 函數?

pack()是PHP 內置的一個函數,其基本語法如下:

 string pack(string $format, mixed ...$values)
  • $format是一個格式字符串,用來指定後續數據的打包方式;

  • $values是需要被打包的值。

通過pack()打出來的數據通常用於構建符合某種通信協議格式的二進制結構,比如TCP/IP 協議中的請求報文、遊戲服務器的客戶端消息、物聯網傳感器上報數據等。

二、常用的format 字符說明

以下是一些常見的格式字符及其含義:

格式符描述佔用字節數
C無符號char(8 位) 1
n無符號short(16 位,網絡字節序) 2
N無符號long(32 位,網絡字節序) 4
a NUL 補齊的字符串(指定長度)可變
A空格補齊的字符串(指定長度)可變
H十六進製字符串(高位優先)每兩位一字節
x填充字節(跳過一個字節) 1

網絡協議中,使用nN特別常見,因為它們是“網絡字節序”(大端字節序),適合跨平台通信。

三、構造一個簡單的二進制協議

假設我們需要構造一個協議數據包,結構如下:

  • 1 字節:版本號(無符號8 位)

  • 2 字節:消息類型(無符號16 位)

  • 4 字節:用戶ID(無符號32 位)

  • 10 字節:用戶名(ASCII,空格補齊)

我們可以用以下方式使用pack()

 <?php
$version = 1;          // 1 位元組
$type = 100;           // 2 位元組
$userId = 123456789;   // 4 位元組
$username = 'Alice';   // 最多 10 位元組,空格補齊

$packet = pack('CnNA10', $version, $type, $userId, $username);

echo bin2hex($packet); // 查看打包後的十六進制結果
?>

這段代碼生成的$packet就是一個符合協議格式的二進制數據,可以直接通過socket 或stream 發送到遠程服務。

四、與服務器通信示例

假設遠程服務器地址為m66.net ,端口為9000 ,你可以通過TCP 連接發送上面生成的二進制數據:

 <?php
$fp = stream_socket_client("tcp://m66.net:9000", $errno, $errstr, 5);
if (!$fp) {
    die("連接失敗: $errstr ($errno)");
}

// 構造數據包
$packet = pack('CnNA10', 1, 100, 123456789, 'Alice');

// 發送數據
fwrite($fp, $packet);

// 接收響應
$response = fread($fp, 1024);

// 關閉連接
fclose($fp);

echo "服務器響應: " . bin2hex($response);
?>

這就是一個完整的、用pack()構建二進制包並發送到遠程服務器(例如m66.net )的基本流程。

五、調試技巧

  • 使用bin2hex()unpack()來查看和驗證打包數據是否符合預期;

  • 使用網絡抓包工具(如Wireshark)分析發送的數據;

  • 注意字節序,大多數網絡協議使用的是大端(network byte order)格式。

結語

pack()是PHP 中處理底層二進制協議的強大工具。掌握它不僅可以幫助你與C/C++ 服務端進行高效通信,也能幫助你實現各種自定義的協議設計。無論你是做遊戲開發、物聯網通信,還是構建自己的應用層協議, pack()都是值得深入理解和應用的函數。