TCP/IP校验和计算

校验和思路

首先，IP、ICMP、UDP和TCP报文头都有检验和字段，大小都是16bit，算法基本上也是一样的。

在发送数据时，为了计算数据包的检验和。应该按如下步骤：

1、把校验和字段设置为0；

2、把需要校验的数据看成以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，计算数据包的检验和相对简单，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为0；

3、如果等于0，说明被整除，校验和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。

虽然说上面四种报文的校验和算法一样，但是在作用范围存在不同：

IP校验和只校验20字节的IP报头；

ICMP校验和覆盖整个报文(ICMP报头+ICMP数据)；

UDP和TCP校验和不仅覆盖整个报文，而且还有12个字节的IP伪首部，包括源IP地址(4字节)、目的IP地址(4字节)、协议(2字节)、TCP/UDP包长(2字节)。另外UDP、TCP数据报的长度可以为奇数字节，所以在计算校验和时需要在最后增加填充字节0(填充字节只是为了计算校验和，可以不被传送)。

以下为两个计算校验和的函数

def carry_around_add(a, b):
    c = a + b
    return (c & 0xffff) + (c >> 16)


def checksum2(msg):
    s = 0
    for i in range(0, len(msg), 2):
        w = (ord(msg[i]) << 8) + ord(msg[i + 1])
        s = carry_around_add(s, w)
    return ~s & 0xffff

def checksum(data):  # calculate checksum
    s = 0
    n = len(data) % 2
    for i in range(0, len(data) - n, 2):
        s += ord(data[i]) + (ord(data[i + 1]) << 8)
    if n:
        s += ord(data[i + 1])
    while (s >> 16):
        s = (s & 0xFFFF) + (s >> 16)
    s = ~s & 0xffff
    return s