IP数据包校验过程

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。

2、 IP首部校验和的计算方法:

  1.把校验和字段清零。

  2.然后对每16位(2字节)进行二进制反码求和, 反码求和的意思是先对每16位求和，再将得到的和转为反码。

  接下来详细描述反码求和的步骤:看下面的代码

  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); 
    cksum += (cksum>>16); 
    return (USHORT)(~cksum);
}

 参数buffer是指向16位整数的指针，刚开始指向的是IP首部的起始地址，参数size是IP首部的大小。while循环是将IP首部的内容以16位为单元加在一起，如果没有整除(即size还有余下的不足16位的部分)，则加上余下的部分，此时的cksum就是相加后的结果，这个结果往往超出了16位，因为校验和是16位的，所以要将高16位和计算得到的cksum再加工。

  再加工第一步:cksum = (cksum>>16) + (cksum&0xffff); sum>>16是将高16位移位到低16位,sum&0xffff是取出低16位,相加得到新的cksum。

  再加工第二步:cksum += (cksum>>16); 第一步相加时很可能会产生进位，因此要再次把进位移到低16位进行相加。　　

  这样就加工好了，接下来就是取反，并强制转换为16位，这样就得到了最终的校验和。

 3、 校验和计算出来了，接下来就是该如何校验:

  接收方进行校验时，也是对每16位进行二进制反码求和。接收方计算校验和时的首部与发送方计算校验和时的首部相比，多了一个发送方计算出来的校验和。因此，如果首部在传输过程中没有发生差错，那么接收方计算的结果应该为全一，因为接收方计算除校验和以外的部分得到值是校验和的反码，再加多出来的校验和当然是全一了。

  最后对上述过程举个例子:

  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

  得到的结果是全一，正确。

链接：https://blog.csdn.net/chenlong12580/article/details/7354037

           https://blog.csdn.net/gao1440156051/article/details/51210320