checksum校验和的计算

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如何计算UDP/TCP校验和checksum

一、下面的图是一个UDP的检验和所需要用到的所有信息，包括三个部分：
1.UDP伪首部
2.UDP首部
3.UDP的数据部分（切记不要遗漏该部分，否则就~吐血了~）



首先解释下伪首部的概念，伪首部包含IP首部一些字段。其目的是让UDP两次检查数据是否已经正确到达目的地，只是单纯为了做校验用的。
还有一个概念十分重要，那就是16位UDP总长度，请注意该长度不是报文的总长度，而只是UDP（包括UDP头和数据部分）的总长度（之前就是因为这个概念没弄清楚，走了不少弯路，吐血~~）。

二、计算检验和（checksum）的过程很关键，主要分为以下几个步骤：
1.把伪首部添加到UDP上；
2.计算初始时是需要将检验和字段添零的；
3.把所有位划分为16位（2字节）的字

4.把所有16位的字相加，如果遇到进位，则将高于16字节的进位部分的值加到最低位上，举例，0xBB5E+0xFCED=0x1 B84B，则将1放到最低位，得到结果是0xB84C
5.将所有字相加得到的结果应该为一个16位的数，将该数取反则可以得到检验和checksum。

三、事实胜于雄辩，还是举个例子来分析一下吧，该例子计算的是一个TCP的检验和（和UDP的算法一致）
TCP计算检验和的报文结构如下所示：


抓包工具抓了一个TCP 的syn报文做研究，呵呵，下面就是整个报文：



1.首先将检验和部分添零；
2.然后将TCP伪首部部分，TCP首部部分，数据部分都划分成16位的一个个16进制数；
3.将这些数逐个相加，记得溢出的部分加到最低位上，这是循环加法：
 0xc0a8+ 0x0166+……+0x0402=0x9b49
4.最后将得到的结果取反，则可以得到检验和位0x64B6

按照上述步骤进行计算就可以得到检验和为0x64B6，大家也可以试试看
IP数据报只检验IP数据报的首部，但UDP检验的是把首部和数据部分一起都检验。

#include
#include

typedef struct {
    int srcIp;
    int dstIp;
    short udp_len;
    char rsv;
    char protocol;
    unsigned short src_port;
    unsigned short dst_port;
    unsigned short len;
    unsigned short check_sum;
    char data[2];
} UDPHDR;

char arr[100] = {0xc0, 0xa8, 0xd1, 0x80, 0xc0, 0xa8, 0xd1, 0x01, 0x00, 0x0a, 0x00, 0x11, 0x13, 0x88, 0x13, 0x88, 0x00, 0x0a, 0x00, 0x00, 0x61, 0x66};

unsigned short check_sum(unsigned short *a, int len);

int main()
{
    short b = 0;
    UDPHDR udphdr = {0};

    udphdr.srcIp = inet_addr("192.168.209.128");
    udphdr.dstIp = inet_addr("192.168.209.1");
    udphdr.udp_len = htons(10);
    udphdr.protocol = 0x11;
    udphdr.rsv = 0;
    udphdr.src_port = htons(5000);
    udphdr.dst_port = htons(5000);
    udphdr.len = htons(10);
    udphdr.check_sum = 0;
    udphdr.data[0] = 0x61;
    udphdr.data[1] = 0x66;

    b = check_sum((short *)&udphdr, 22);
    printf("[test ...] b = %04x\n", b & 0xffff);

    b = check_sum((short *)arr, 22);
    printf("[test arr] b = %04x\n", b & 0xffff);

    return 0;
}

unsigned short check_sum(unsigned short *a, int len)
{
    unsigned int sum = 0;

    while (len > 1) {
        sum += *a++;
        len -= 2;
    }

    if (len) {
        sum += *(unsigned char *)a;
    }

    while (sum >> 16) {
        sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    }

    return (unsigned short)(~sum);
}