大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
校验和思路
首先，IP、ICMP、UDP和TCP报文头都有检验和字段，大小都是16bit，算法基本上也是一样的。
在发送数据时，为了计算数据包的检验和。应该按如下步骤：
代码语言：javascript复制1、把校验和字段设置为0；
2、把需要校验的数据看成以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，计算数据包的检验和相对简单，按如下步骤：
代码语言：javascript复制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为0；
3、如果等于0，说明被整除，校验和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。虽然说上面四种报文的校验和算法一样，但是在作用范围存在不同：IP校验和只校验20字节的IP报头；而ICMP校验和覆盖整个报文(ICMP报头 ICMP数据)；UDP和TCP校验和不仅覆盖整个报文，而且还有12个字节的IP伪首部，包括源IP地址(4字节)、目的IP地址(4字节)、协议(2字节)、TCP/UDP包长(2字节)。另外UDP、TCP数据报的长度可以为奇数字节，所以在计算校验和时需要在最后增加填充字节0(填充字节只是为了计算校验和，可以不被传送)。
校验和计算方法：
对一个无符号的数，先求其反码，然后从低位到高位，按位相加，有益处则向高位进1(和一般的二进制法则一样),若最高位有进位，则向最低位进1.
特点：关于二进制反码循环移位求和运算需要说明的一点是，先取反后相加与先相加后取反，得到的结果是一样的。
可结合性和可交换性
用A，B，C，D，E，F分别表示一个8位的二进制数（一个字节），用[A, B]这样的形式表示A*256 B，那么16位校验和可以用个如下形式给出
sum = [A，B] ’[C，D] ’[E，F]；
其中， ’被表示二进制循环移位加法
可结合性：[A，B] ’[C，D] ’[E，F] = [A，B] ’（[C，D] ’[E，F]） 可交换性：[A，B] ’[C，D] ’[E，F] = [C，D] ’[A，B] ’[E，F]
字节自主性
[A，B] ’[C，D] ’[E，F] = [B，A] ’（[D，C] ’[F，E]）
由于若最高位有进位，则向最低位进1 这样的特性，第15位到0位进位，第7位向第8位进位，所以，整个求和结果是一样的。
并行计算
有些机器的字处理长度是16的倍数，这样可以提高他的计算速度，由于可结合行，那么32位机器可以[A，B，C，D] ’…进行32校验和。
为什么使用二进制反码循环移位加法呢？
我们知道，计算机中有原码，反码，补码，为什么要使用二进制反码来计算校验和呢，而不是直接使用原码或者是补码呢？
二进制反码循环移位加法求和优点
- 不依赖系统是大端小端。即无论你是发送方计算机或者接收方检查校验和时，都不要调用htons或者ntohs，直接通过上面的算法就可以得到正确的结果。这个问题你可以自己举个例子，用反码求和时，交换16位数的字节顺序，得到的结果相同，只是字节顺序相应地也交换了；而如果使用原码或者补码求和，得到的结果可能就不同。
- 计算和验证校验和比较简单、快递。
举例:
对于一串16进制数据：0001f203f4f5f6f7
正常顺序是将高8位*256之后，即将高位向左移动8位，加上低8位，交换顺序反之
可以明显得到，二进制反码循环移位加法与字节序无关。
代码：
代码语言：javascript复制#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
using namespace std;
void main(int argc, char *argv[])
{
FILE *fp;
char ch;
unsigned char LowChar, HighChar;
unsigned int count = 0, checksum = 0, byte = 0;
unsigned long int sum = 0;
//打开文件文本
if ((fp = fopen("I:\1.txt", "r")) == NULL)
{
printf("File cannot be opened!");
system("pause");
return;
}
printf("4位 -- sumn");
//从文本中读取字符
while(1)
{
if ((ch = fgetc(fp))!=EOF)
{
count ; //从1开始计数
if (ch != ' ')
{
//将一个16进制字符转化为整形
if (ch >= '0' && ch <= '9')
{
ch -= '0';
}
else if (ch >= 'a' && ch <= 'f')
{
ch = ch-'a' 10;
}
else if(ch >= 'A' && ch <= 'F')
{
ch = ch-'A' 10;
}
//计算8字节的累加值
if (count%2 == 1)
{
HighChar = ch << 4; //作为一个字节的高四位
}
else
{
LowChar = ch & 0x0f; //作为一个字节的低四位
byte = HighChar|LowChar;//构成一个字节
//16位并行计算
if (count % 4 == 2) //高8位与sum相加
{
sum = byte << 8;
}
else if(count % 4 == 0) //低8位与sum相加
{
sum = byte;
}
printf("x -- %8lx n", byte, sum);
}
}
else
{
count--;
}
}
else
{
break;
}
}
//如果16位sum产生进位，将进位移加到低位
if ( sum >> 16)
{
checksum = ~(long(sum>>16) long(sum&0x0000ffff));
}
printf("n移位后sum: %x", (long(sum>>16) long(sum&0x0000ffff)));
printf("nCheckSum1: %x", checksum);
//避免再次进位
checksum = checksum&0x0000ffff;
//输出校验和
printf("nCheckSum: %xn", checksum);
system("pause");
}运行结果
参考博客：传送门
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