TCP头校验和计算算法详解

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-08-23 08:28 158阅读 0赞

我就不管是按“位”（ **bit**）取反相加，还是 按“1的补码”相加了，总之  
就是把需要进行校验的“字串”加（ **+**）起来，把这相加的 结果取反当做  
“ 校验和” （ **Checksum**）， 比如，相加的结果是 **0101**，那么“ 校验和”就  
是 **1010**，验证的时候呢，就是  **0101+1010 = 1111 **，取反后， 就是 **0**

——如果验证得“零”（ **0**），就是正确的！  
  
先将checksum字段置零，然后按16位分组，计算2进制反码和，最后再求和的反码！

为了计算一份数据报的IP检验和，首先把检验和字段置为0。然后，对首部中每个16bit进行二进制反码求和（整个首部看成是由一串16bit的字组成），结果存在检验和字段中。当收到一份IP数据报后，同样对首部中每个16bit进行二进制反码的求和。由于接收方在计算过程中包含了发送方存在首部中的检验和，因此，如果首部在传输过程中没有发生任何差错，那么接收方计算的结果应该为全1。如果结果不是全1（即检验和错误），那么IP就丢弃收到的数据报。但是不生成差错报文，由上层去发现丢失的数据报并进行重传。

#     #

当发送IP包时，需要计算IP报头的校验和：

1、  把校验和字段置为0；

2、  对IP头部中的每16bit进行二进制求和；

3、  如果和的高16bit不为0，则将和的高16bit和低16bit反复相加，直到和的高16bit为0，从而获得一个16bit的值；

4、  将该16bit的值取反，存入校验和字段。

◆当接收IP包时，需要对报头进行确认，检查IP头是否有误，算法同上2、3步，然后判断取反 的结果是否为0，是则正确，否则有错。

算法：

SHORT checksum(USHORT\* buffer, int size)

\{

unsigned long cksum = 0;

while(size>1)

\{

cksum += \*buffer++;

size -= sizeof(USHORT);

\}

if(size)

\{

cksum += \*(UCHAR\*)buffer;

\}

cksum = (cksum>>16) + (cksum&0xffff);  //将高16bit与低16bit相加

cksum += (cksum>>16);             //将进位到高位的16bit与低16bit 再相加

return (USHORT)(~cksum);

\}

实例：

IP头：

45 00    00 31

89 F5    00 00

6E 06    00 00（校验字段）

DE B7   45 5D       ->    222.183.69.93

C0 A8   00 DC     ->    192.168.0.220

计算：

4500 + 0031 +89F5 + 0000 + 6e06+ 0000 + DEB7 + 455D + C0A8 + 00DC =3 22C4

0003 + 22C4 = 22C7

~22C7 = DD38      ->即为应填充的校验和

当接受到IP数据包时，要检查IP头是否正确，则对IP头进行检验，方法同上：

计算：

4500 + 0031 +89F5 + 0000 + 6E06+ DD38 + DEB7 + 455D + C0A8 + 00DC =3 FFFC

0003 + FFFC = FFFF

~FFFF = 00000     ->正确

TCP首部检验和与IP首部校验和的计算方法相同，在程序中使用同一个函数来计算。  
  
需要注意的是，由于TCP首部中不包含源地址与目标地址等信息，为了保证TCP校验的有效性，在进行TCP校验和的计算时，需要增加一个TCP伪首部的校验和，定义如下：  
  
struct   
  
\{  
  
unsigned long saddr; //源地址  
  
unsigned long daddr; //目的地址  
  
char mbz;//置空  
  
char ptcl; //协议类型  
  
unsigned short tcpl; //TCP长度  
  
\}psd\_header;  
  
然后我们将这两个字段复制到同一个缓冲区SendBuf中并计算TCP校验和：  
  
memcpy(SendBuf,&psd\_header,sizeof(psd\_header));   
  
memcpy(SendBuf+sizeof(psd\_header),&tcp\_header,sizeof(tcp\_header));  
  
tcp\_header.th\_sum=checksum((USHORT \*)SendBuf,sizeof(psd\_header)+sizeof(tcp\_header));

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