ip校验和 及 udp校验和 的计算方法

一、ip校验和的计算:
计算方法:
1. ip包头(共20个字节)按照每16个bit作为一个值依次进行相加
2. 将计算结果的进位加到低16位上
3. 将结果取反
ip包头的内存内容
eg:
45 00 00 20 0F B8 00 00
80 11 00 00 C0 A8 0A 9F
C0 A8 0A C7

将 0x4500 0x0020 0x0FB8 0x0000 0x8011 0x0000 0xC0A8 0x0A9F 0xC0A8 0x0AC7 依次相加 所得结果为0x26B9F 然后将 0x0002 + 0x6B9F = 0x6BA1
然后将 0x6BA1 取反得 0x945E

要注意两点:

1 在给ip_header计算校验和之前   首先把ip_header的checksum字段置为0
2 计算得到checksum之后   赋值时要转换为网络字节序:
  ip_header.checksum = htons(checksum); 

struct ip_header  //小端模式__LITTLE_ENDIAN  
{   
    unsigned char ihl:4;       //ip   header   length      
    unsigned char version:4;   //version     
    u_char        tos;         //type   of   service     
    u_short       tot_len;     //total   length     
    u_short       id;          //identification     
    u_short       frag_off;    //fragment   offset     
    u_char        ttl;         //time   to   live     
    u_char        protocol;    //protocol   type     
    u_short       check;       //check   sum     
    u_int         saddr;       //source   address     
    u_int         daddr;       //destination   address     
};  

// 计算ip数据包的checksum
// 将20个字节的ip数据包每16位组成一个字  依次相加  设所得结果为 0x34ACE
// 将 进位的3与 0x4ACE相加   得  0x4AD1
// 将 0x4AD1取反得到checksum
u_short get_ip_checksum(char* ip_hdr)
{
    char * pkt = ip_hdr;
    u_long checksum = 0;
    u_long sum = 0;
    for (int i = 0; i < 20; i += 2) 
        sum += ((pkt[i] << 8) & 0xFF00) | pkt[i+1];
    checksum = (sum & 0x0000FFFF) + (sum >> 16);
    checksum += (checksum >> 16);
    return (u_short)~checksum;
}

二、udp校验和

// udp的checksum计算是用到的结构体
// udp中, 参与计算checksum的数据包括三部分: 亚头部 + UDP头部 + 数据部分
// 亚头部: 4 byte源ip地址 + 4 byte目的ip地址 + 0x00 + 1 byte协议 + UDP 长度(2byte)(udp包头长度+数据长度)
// UDP包头: 2 byte源端口 + 2 byte目的端口 + 2 byte UDP包长(此处是udp包头自带的值不用变) + 0x0000 (checksum)
// 数据部分
// 计算方法同get_ip_checksum一样
typedef struct udp_check_subhdr         // udp计算checksum时的 亚头部: 4 byte源ip地址 + 4 

byte目的ip地址 + 0x00 + 1 byte协议 + UDP 长度(2byte)
{
    u_long   src_ip; 
    u_long   dst_ip; 
    char     mbz;           // must be zero
    char     protocol; 
    u_short  len;           // 这里的长度是指  udp packet中  udp头部和数据部分的总长度
} udp_check_subhdr;


// pudp_pkt: udp的整个packet
// pkt_len: 整个packet的长度(以太网数据帧头 ip头 udp头)
u_short get_udp_checksum(char* pudp_pkt, int pkt_len) 
{
    ether_header *eth_hdr = (ether_header *)pudp_pkt; 
    ip_header    *ip_hdr  = (ip_header*)( pudp_pkt+sizeof(ether_header) ); 
    udphdr       *udp_hdr = (udphdr*)( (char*)ip_hdr+sizeof(ip_header) ); 

    u_short udp_part_len = pkt_len-sizeof(ether_header)-sizeof(ip_header);    // 亚包头中的len: =udp包头长度+数据长度(udp包总长度-ethernet包头长度-ip包头长度); 

    udp_check_subhdr udp_subhdr; 
    udp_subhdr.protocol = ip_hdr->protocol; 
    udp_subhdr.dst_ip = ip_hdr->daddr; 
    udp_subhdr.src_ip = ip_hdr->saddr; 
    udp_subhdr.mbz = 0x00; 
    udp_subhdr.len = htons(udp_part_len); 

    int subhdr_len = sizeof(udp_check_subhdr); 
    int buf_size = udp_part_len + subhdr_len;         // 亚包头 + udp包头 + 数据部分的总长度
    if (pkt_len < buf_size)
        return 0; 
    u_char* buffer = (u_char*)malloc(buf_size); 
    memset(buffer, 0x00, buf_size); 

    memcpy(buffer, (char*)&udp_subhdr, subhdr_len); 
    memcpy(buffer + subhdr_len, (char*)udp_hdr, udp_part_len); 


    unsigned char* ptr_data = buffer; 
    u_long  tmp = 0; 
    u_long  sum = 0; 
    for (int i=0; i<buf_size; i+=2)
    {
        tmp += (u_char)ptr_data[i] << 8; 
        tmp += (u_char)ptr_data[i+1]; 
        sum += tmp; 
        tmp = 0; 
    }
    ptr_data = NULL;
    free(buffer);
    
    u_long checksum = (sum & 0x0000FFFF) + sum >> 16; 
    checksum += (checksum >> 16);
    return (u_short)~checksum;  
}

最后: ip校验和还有udp校验和的查看是在接收端查看的,从源端查看是没有计算的值(ip校验和是0x00 udp校验和不清楚什么意义) 用pcap发送自定义数据包时 调用pcap_sendpacket时是直接发送定义好的数据包 就是将定义好的包直接通过网卡发送 不会经过电脑上的ip层和链路层 所以 校验和要自己计算

从两个网页处学到计算方法:
http://www.360doc.com/content/12/0511/15/621500_210332306.shtml
http://blog.csdn.net/maeom/article/details/6065203

*注: 仅作为笔记之用 如有错误或不妥之处还望指正。