校验和算法

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校验和算法

IP/ICMP/IGMP/TCP/UDP等协议的校验和算法都是相同的。今儿以IP 数据包为例来讲解一下校验和算法。

在IP数据包发送端,首先将校验和字段置为0,然后将IP数据包头按16比特分成多个单元，如果包头长度不是16比特的倍数，则用0比特填充到16 比特的倍数,其次对各个单元采用反码加法运算(即高位溢出位会加到低位,通常的补码运算是直接丢掉溢出的高位),将得到的和的反码填入校验和字段,最后发送数据。

在IP数据包接收端, 首先将IP包头按16比特分成多个单元，如果包头长度不是16比特的倍数，则用0比特填充到16比特的倍数,其次对各个单元采用反码加法运算，检查得到的和是否符合全是1(有的实现可能对得到的和取反码，然后判断最终的值是否为0),如果符合全是1(取反码后是0),则进行数据包的下一步处理,如果不符合,则丢弃该数据包。

在这里大家要注意,反码和是采用高位溢出加到低位上。

接下来以一张从网上找的一张IP数据包头图片来加以说明以上的算法。大家应该记得一个公式,即两数据的反码和等于两数据和的反码,把它推广到n个数据同样适用,公式:~[X]+~[Y]=~[X+Y]

从这张图片可以看出它的校验和是0x618D,现在我们来用它来模拟我

们的发送端和接收端。

发送端：

步骤如下：

首先,将checksum字段设为0,那么将得到IP数据包头的分段信息如下

1. 0x4500

2. 0x0029

3. 0x44F1

4. 0x4000

5. 0x8006

6. 0x0000 ------->这个为Header Checksum的值，我们前面将其

重置为0了

7. 0xC0A8

8. 0x01AE

9. 0x4A7D

+10. 0x477D

结果为：0x29E70

注意要将溢出位加到低位,即0x29E70的溢出位为高位2,将它加到低位上,即0x9E70+0x2=0x9E72

0x9E72二进制为：1001 1110 0111 0010

反码为：0110 0001 1000 1101

0110 0001 1000 1101的16进制为：0x618D(这就是我们的校验和) 接收端：

当我们收到该数据包时,它的分段信息将是如下信息：