Question

我相信TCP校验和功能执行以下操作：

将伪头和TCP段头和数据分解为2个字节块。
如果长度不超过2个字节，则在最后一个块的末尾添加一个0字节的填充，以使其为2个字节。
获取总和的一个补码以获得TCP校验和。

听起来很简单。因此我编写了自己的通用checksum函数：

#include <inttypes.h>
#include <arpa/inet.h>

uint16_t checksum(uint16_t * data, int size) {
    uint16_t sum = 0;

    int i = 0, length = size / 2;

    while (i < length) sum += data[i++];

    if (size % 2) sum += data[i] & 0xFF00;

    return htons(~sum);
}

然而，其他人编写的checksum函数似乎更复杂。例如：

uint16_t checksum(uint16_t * addr, int len) {
    int nleft = len;
    int sum = 0;

    uint16_t * w = addr;
    uint16_t answer = 0;

    while (nleft > 1) {
        sum += *w++;
        nleft -= sizeof(uint16_t);
    }

    if (nleft == 1) {
        *(uint8_t *) (&answer) = *(uint8_t *) w;
        sum += answer;
    }

    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF);
    sum += (sum >> 16);
    answer = ~sum;
    return (answer);
}

我对此代码有几个问题：

声明*(uint8_t *) (&answer) = *(uint8_t *) w;实际上做了什么？

为什么我们把这笔钱当作：

sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF);
sum += (sum >> 16);

计算TCP校验和的方法有变化吗？

我真的不明白为什么会这样做sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF)。考虑sum是0xABCD：

0xABCD >> 16    == 0x0000

0xABCD & 0xFFFF == 0xABCD

0x0000 + 0xABCD == 0xABCD

这似乎是一个多余的步骤。同样适用于下一个语句sum += (sum >> 16)。

Answer 1

声明*（uint8_t *）（＆amp; answer）= *（uint8_t *）w; 实际上呢？

这会将uint16_t转换为uint8_t，因此只有 8 最右边的位从w复制到answer。考虑：

uint16_t x = 0x1234;
uint16_t* w = &x; // *w = // 0001001000110100

*(uint16_t *) (&answer) = *(uint16_t *) w; // answer = 0001001000110100

*(uint8_t *) (&answer) = *(uint8_t *) w;   // answer = 0000000000110100

为什么我们把这笔钱当作：

sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF);
sum += (sum >> 16);
answer = ~sum;

sum 32 位。 65536 ≡ 1 mod 65535，end-around carry expression (sum & 0xffff) + (sum >> 16)缩小sum模65535。这是必要的，可以将任何（最终）结果带回到结果总和中。

Answer 2

*(uint8_t *) (&answer) = *(uint8_t *) w;在右侧，它会将w转换为uint8_t*并对其进行解除引用。它会截断指向最后一个字节的uint16_t*解除引用时读取的垃圾数据。在左侧，它采用answer的地址（指针）并将其转换为uint8_t*并取消引用它。因此它需要w指向的第一个字节，并将值分配给答案的第一个字节。实际上，这一行是2. Add a one byte padding of 0s to the end of the last block if it's not 2 bytes long, to make it 2 bytes.左侧的转换需要支持大端系统......我想。

Answer 3

校验和功能似乎仅适用于大端处理器。

第一个while循环针对速度进行了优化。

&answer技巧将最后一个字节（如果有奇数个字节）加载到answer的高字节中，使低字节为零，类似于您的代码对{{ 1}}。它的工作方式是这个

data[i] & 0xff00

校验和应该通过重新添加的进位来计算。这里假设此代码在1) take the address of answer (&answer) 2) convert that to a byte pointer (uint8_t *) 2a) on a big endian processor the first byte of a 16-bit quantity is the high byte 3) overwrite the high byte with the last byte of the data为32位的机器上运行。因此，int是16位校验和，(sum & 0xffff)是需要重新加入的进位（如果有的话）。因此，行

(sum >> 16)

调整总和以包含进位。但是，该行代码本身可以生成另一个进位。所以下一行sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);将携带（如果有的话）添加回校验和。

最后，采取答案的补码。请注意，未使用sum += (sum >> 16)，因为整个函数隐式假定它在大端处理器上运行。

Answer 4

此声明适用于案例（请参阅RFC793或RFC1701），其中数据包具有奇数个字节：[A,B] + [C,D] + ... + [Z,0]通过合并数量（answer）将2个最重要的字节设为Z，将2个最低有效字节设为0.请记住+此处始终为1＆＃39; s补充。
sum是一个32位累加器。为了添加1的补码，我们在累加位之后添加进位。 sum的2个最重要字节包含进位位（如果有）。
如果您查看RFC1701，可以在顶部看到哪些RFC会更新它。没有一个能取代它。

了解TCP校验和功能

4 个答案: