socket IP和TCP头校验和计算算法

IP和TCP头校验和计算算法
update:2021-11-9
◆◆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(不需要将校验和字段置0)，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;

//每16位相加

while(size>1)

{
    cksum += *buffer++;

    size -= sizeof(USHORT);

}

//最后的奇数字节

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,确保高16位为0

return (USHORT)(~cksum); //最后将结果取反,得到checksum

}

◆◆实例：

IP头：  

              45 00    00 31

              89 F5    00 00

              6E 06    00 00（校验字段置0）

              DE B7   45 5D     ->    222.183.69.93

              C0 A8   00 DC     ->    192.168.0.220

计算(IP头20字节)：   

    4500 + 0031 +89F5 + 0000 + 6e06+ 0000 + DEB7 + 455D + C0A8 + 00DC =3 22C4   //每16bit二进制求和

    0003 + 22C4 = 22C7   //高16bit和低16bit反复相加，直到高16位为0

     ~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(校验和字段不需要置0)：

计算：

    4500 + 0031 +89F5 + 0000 + 6E06+ DD38 + DEB7 + 455D + C0A8 + 00DC =3 FFFC   //每16bit二进制求和

    0003 + FFFC = FFFF         //高16bit和低16bit反复相加，直到高16位为0

     ~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; //强制置空
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));
Referenced from:https://blog.csdn.net/jiangqin115/article/details/39313689

本文链接地址：https://const.net.cn/578.html