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);
}