IP数据包的校验和算法

1、算法思路:

       IP/ICMP/IGMP/TCP/UDP等协议的校验和算法都是相同的,算法如下:

  在发送数据时,为了计算IP数据包的校验和。应该按如下步骤:
  (1)把IP数据包的校验和字段置为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,计算数据包的校验和相对简单,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(反码应为16个0);
  (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。

  所谓的二进制反码求和,即为先进行二进制求和,然后对和取反。

       计算对IP首部检验和的算法如下:

  (1)把IP数据包的校验和字段置为0;
  (2)把首部看成以16位为单位的数字组成,依次进行二进制求和(注意:求和时应将最高位的进位保存,所以                  加法应采用32位加法);
  (3)将上述加法过程中产生的进位(最高位的进位)加到低16位(采用32位加法时,即为将高16位与低16位                   相加,之后还要把该次加法最高位产生的进位加到低16位)
  (4)将上述的和取反,即得到校验和。

2、实现范例:

       汇编:这个可以在linux内核代码里找到,下面就是 arch/x86/include/asm/checksum_32.h里面的内容:

/*
 *	This is a version of ip_compute_csum() optimized for IP headers,
 *	which always checksum on 4 octet boundaries.
 *
 *	By Jorge Cwik <jorge@laser.satlink.net>, adapted for linux by
 *	Arnt Gulbrandsen.
 */
static inline __sum16 ip_fast_csum(const void *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 (__force __sum16)sum;
}
          C语言:很多网络协议都用如下代码实现校验和算法:

/*求校验和函数*/
USHORT CheckSum(USHORT *buffer, int size)
{
	unsigned long cksum=0;
    while (size > 1) 
    {
        cksum += *buffer++;
        size -= sizeof(USHORT);
    }
    if (size) 
    {
        cksum += *(UCHAR*)buffer;
    }
	/*对每个16bit进行二进制反码求和*/
    cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
    cksum += (cksum >>16);
    return (USHORT)(~cksum);
}

posted on 2012-03-14 18:00  哼哼唧唧  阅读(292)  评论(0编辑  收藏  举报

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