第04章 计算校验和-1

TechnologyofNetworkProgramming网络编程技术第04章计算校验和程序1概述

为保证网络上数据传输的可靠性，在IP、ICMP、IGMP、UDP和TCP等协议中都设置了校验和项，实际中使用的校验和算法是网际校验和算法2网络编程技术编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲3网络编程技术编程训练目的掌握在给定的数据报格式条件下构造数据报并计算数据报的校验和的方法，加深对网络差错校验技术的理解掌握网际校验和算法原理与软件实现方法熟悉计算网际校验和的增量式计算法4网络编程技术编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲5网络编程技术编程训练要求

编写程序，计算自定义格式数据报的网际校验和：自定义的格式如下：程序要求以命令行方式运行：Checksuminputfile

outputfile其中，Checksum是程序名；inputfile是输入文件，该文件包含数据字段的内容；outputfile为输出文件，该文件保存封装完毕后的数据报

报文类型（8位，指定为0xab）长度（8位）校验和（16位）数据字段……6网络编程技术程序运行的参考界面

7网络编程技术程序运行的结果输入文件的十六进制数，报文类型：AB数据长度：08校验和：C361实际数据：6162636465666768输出文件的十六进制数，采用Ultraedit查看：0000000h:AB08C361

6162636465666768计算过程AB0800006162636465666768相加后得到：3C9E取反后得到：C3618网络编程技术编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲9网络编程技术网际校验和算法把检验和字段置0，把所有需要被校验的数据划分为16位一组的比特序列，然后对每16位的反码求和，结果取反，便得到校验和为了验证校验和的正确性，对所有的数据求反码和，如果结果全1，则表示校验结果正确

10网络编程技术网际校验和算法特性交换律和结合律

字节顺序独立并行计算可以提高校验和计算速度的技术延迟进位循环展开数据读入与校验合二为一增量式更新11网络编程技术编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲12网络编程技术核心程序设计思路及实现读入数据文件并构造数据报创建输入流，直接使用2进制的方式打开输入文件构造数据报缓冲区，给数据报赋值ifstream

fInfile; //创建输入文件流fInfile.open(argv[1],ios::in|ios::binary);//打开指定的输入文件/*定义数据报缓冲区，缓冲区大小为4+wLen，其中4为数据报类型字段、长度字段及校验和字段的长度和，wLen为数据字段长度*/unsignedchar*pBuf=newunsignedchar[4+wLen]; pBuf[0]=unsignedchar(0xab);//给数据报类型字段赋值pBuf[1]=unsignedchar(wLen);//给数据报长度字段赋值*(unsignedshort*)(pBuf+2)=0;//计算校验和之前，校验和字段先置为0fInfile.read(pBuf+4,wLen);//根据输入文件填充数据报的数据字段fInfile.open(argv[1],ios::in|ios::binary);//打开指定的输入文件//计算校验和并把结果填入到数据报的校验和字段*(unsignedshort*)(pBuf+2)=checksum_calculating((unsigned

short*)pBuf,4+wLen);13网络编程技术核心程序设计思路及实现（续）计算校验和延迟进位法算法思想是：将进位累加的过程延迟到整个累加循环结束之后进行，从而提高计算速度实现：在32位的计算机上，把需要校验的数据按16位一组进行累加，结果存放在32位的累加器中，这样溢出位就保存在高16位上。全部累加结束后再把32位累加器中高16位累加到低16位上，那么低16位值的反码即为最终的校验和14网络编程技术核心程序设计思路及实现（续）unsignedshortchecksum_calculating(unsigned

short*pBuffer,int

nSize){ unsignedlongdwCksum=0; //32位累加和

while(nSize>1)//以两字节为单位反复累加 {

dwCksum+=*pBuffer++;//每次加2字节

nSize-=sizeof(unsignedshort); } if(nSize)//如果总字节数为奇数则加上最后一个字节 {

dwCksum+=*(unsignedchar*)pBuffer; } //将32位累加和的高16位与低16位第一次相加

dwCksum=(dwCksum>>16)+(dwCksum&0xffff); //将上一步可能产生的高16位进位再次与低16位累加

dwCksum+=(dwCksum>>16); //返回16位校验和

return(unsignedshort)(~dwCksum);}15网络编程技术核心程序设计思路及实现（续）输出完整数据报创建输出流，使用2进制的方式打开输出文件通过write()函数将存储在缓冲区的数据报一次性写入到输出文件

fstream

fOutfile; //创建输出文件流//以2进制方式打开输出文件fOutfile.open(argv[2],ios::in|ios::out|ios::binary|ios::trunc);//将pBuf中的数据报写入输出文件fOutfile.write((char*)pBuf,4+wLen);16网络编程技术编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲17网络编程技术扩展与提高HC ——修改前的头部校验和C ——修改前的反码和HC' ——修改后的头部校验和C' ——修改后的反码和m ——修改前的16位数值m' ——修改后的16位数值增量式更新法C'=C+(-m)+m'=C+(m'-