TCP 校验和的计算(IPv6 TCP)

8680阅读 0评论2011-09-04 frankzfz
分类:LINUX

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;


上面主要对TCp校验和的计算的原理进行了说明。下面主要是实际调用过程中,调用下面的函数可以进行计算。如果,我们在路由器的转发过程中需要修改TCP的选项值的话,就需要从新开始计算一下,TCP的校验和,在tcp_ip6.c中,我们通常可以调用下面的函数直接计算TCP的校验和,在TCP报文中,校验和是必选项,而在UDP中是一个可选项。
   struct ipv6hdr *ipv6h = skb->nh.ipv6h;
th->check = csum_ipv6_magic(&ipv6h->saddr, &ipv6h->daddr, th->doff<<2, IPPROTO_TCP,
                        csum_partial((char *)th, th->doff<<2,
                             skb->csum));    
前面两个参数就是所谓的伪头部,源IP地址,和目的Ip地址,  
Doff = th->doff<<2为TCP的头部长度,后面一个参数是协议号,。skubuff的校验和是skb->csum,当然也需要自己计算,这其实是个中间值,用来计算出最终的tcp头部checksum。skb->csum为报文数据(除去mac头部,ip头部,tcp头部)的校验和,可以使用csum_partial函数计算,参数为数据指针,长度,0。所以这里的skb->csum为0.

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