IP数据包的校验和算法

IP数据包的校验和算法

IP数据包的头信息格式：

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| 版本 (4位) |

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| 首部长度(4位) |

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| 服务类型（TOS）8位 |

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| 数据包总长度(16位) |

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| 标识ID号(16位) |

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| 标志位(3位) |

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| 片偏移(13位) |

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| 生存时间（TTL）(8位) |

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| 协议类型 (8位) |

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| 首部校验和(16位) |

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| 源IP地址(32位) |

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| 目的IP地址 (32位) |

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* IP选项（若有） (32位) *

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* 数据 *

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这里要说的是首部校验和字段。

在发送数据时，为了计算数IP据报的校验和。应该按如下步骤：

（1）把IP数据报的校验和字段置为0。

（2）把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和。

（3）把得到的结果存入校验和字段中。

在接收数据时，计算数据报的校验和相对简单，按如下步骤：

（1）把首部看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和，包括校验和字段。（2）检查计算出的校验和的结果是否等于零。

（3）如果等于零，说明被整除，校验是和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。

首先，查看了Linux 2.6内核中的校验算法，使用汇编语言编写的，显然效率要高些。代码如下：

unsigned short ip_fast_csum(unsigned char * iph,

unsigned int ihl)

{

unsigned int sum;

__asm__ __volatile__(

"movl (%1), %0 ;\n"

"subl $4, %2 ;\n"

"jbe 2f ;\n"

"addl 4(%1), %0 ;\n"

"adcl 8(%1), %0 ;\n"

"adcl 12(%1), %0 ;\n"

"1: adcl 16(%1), %0 ;\n"

"lea 4(%1), %1 ;\n"

"decl %2 ;\n"

"jne 1b ;\n"

"adcl $0, %0 ;\n"

"movl %0, %2 ;\n"

"shrl $16, %0 ;\n"

"addw %w2, %w0 ;\n"

"adcl $0, %0 ;\n"

"notl %0 ;\n"

"2: ;\n"

/* Since the input registers which are loaded with iph and ihl

are modified, we must also specify them as outputs, or gcc

will assume they contain their original values. */

: "=r" (sum), "=r" (iph), "=r" (ihl)

: "1" (iph), "2" (ihl)

: "memory");

return(sum);

}

在这个函数中，第一个参数显然就是IP数据报的首地址，所有算法几乎一样。需要注意的是第二个参数，它是直接使用IP数据报头信息中的首部长度字段，不需要进行转换，因此，速度又快了（高手就是考虑的周到）。使用方法会在下面的例子代码中给出。

第二种算法就非常普通了，是用C语言编写的。我看了许多实现网络协议栈的代码，这个算法是最常用的了，即使变化，也无非是先取反后取和之类的。考虑其原因，估计还是C 语言的移植性更好吧。下面是该函数的实现：

unsigned short checksum(unsigned short *buf,int nword)

{

unsigned long sum;

for(sum=0;nword>0;nword--)