計算機網(wǎng)絡(luò)首部檢驗和原理

1、首 部 檢 驗 和 原 理首 部 檢 驗 和 原 理三組什么是首部檢驗和？什么是首部檢驗和？ 首部檢驗和字段是根據(jù)首部檢驗和字段是根據(jù)ipip首部計算的檢首部計算的檢驗和碼。首部檢驗和在驗和碼。首部檢驗和在ipip數(shù)據(jù)報中占數(shù)據(jù)報中占1616位。位。它只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，不包括首部后面的它只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，不包括首部后面的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。可變可變部分部分04816192431版版 本本標(biāo)志標(biāo)志生生 存存 時時 間間協(xié)協(xié) 議議標(biāo)標(biāo) 識識區(qū)區(qū) 分分 服服 務(wù)務(wù)總總 長長 度度片片 偏偏 移移填填 充充首首 部部 檢檢 驗驗 和和源源 地地 址址目目 的的 地地 址址可可 選選 字字 段段 （長（長

2、度度 可可 變）變）位位首部長度首部長度數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 部部 分分 固定部分固定部分（2020字節(jié)）字節(jié)） 下圖是一般下圖是一般ip數(shù)據(jù)報的格式，若僅僅數(shù)據(jù)報的格式，若僅僅去理解校驗和就不必去看這些字段的細(xì)節(jié)。去理解校驗和就不必去看這些字段的細(xì)節(jié)。 ip檢驗和就是對首部（固定部分檢驗和就是對首部（固定部分+可變可變部分）求的檢驗和。部分）求的檢驗和。首首部部為什么使用首部檢驗和原理？為什么使用首部檢驗和原理？ ip數(shù)據(jù)包中的首部校驗字段的算法不采用數(shù)據(jù)包中的首部校驗字段的算法不采用循環(huán)冗余算法，是因為循環(huán)冗余算法，是因為ip包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，其其ttl字段的值經(jīng)常會變化，故采用簡

3、單的疊字段的值經(jīng)常會變化，故采用簡單的疊加方法，就可以避開中間路由器重新計算其校加方法，就可以避開中間路由器重新計算其校驗值，只是簡單的增加驗值，只是簡單的增加1操作即可，這樣可以明操作即可，這樣可以明顯提高傳輸效率。顯提高傳輸效率。ipip首部檢驗和的計算步驟首部檢驗和的計算步驟發(fā)送端：發(fā)送前計算首部發(fā)送端：發(fā)送前計算首部檢驗和檢驗和接收端：接收數(shù)據(jù)時計算檢驗接收端：接收數(shù)據(jù)時計算檢驗和和發(fā)送端：發(fā)送端：1 1、把校驗和字段設(shè)置為、把校驗和字段設(shè)置為0 0；2 2、把需要校驗的數(shù)據(jù)看成以、把需要校驗的數(shù)據(jù)看成以1616位為單位的數(shù)字組成，依次位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和；進(jìn)行二

4、進(jìn)制反碼求和；3 3、把得到的結(jié)果存入校驗和字段中、把得到的結(jié)果存入校驗和字段中接收端：接收端：1 1、把首部看成以、把首部看成以1616位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和，包括校驗和字段；制反碼求和，包括校驗和字段；2 2、檢查計算出的校驗和的結(jié)果是否為、檢查計算出的校驗和的結(jié)果是否為0 0；3 3、如果等于、如果等于0 0，說明被整除，校驗和正確。否則，校驗，說明被整除，校驗和正確。否則，校驗和就是錯誤的，協(xié)議棧要拋棄這個數(shù)據(jù)包。和就是錯誤的，協(xié)議棧要拋棄這個數(shù)據(jù)包。具 體 過 程 ：具 體 過 程 ：發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端16 位位字字 116

5、位位字字 2置為全置為全 0檢驗和檢驗和16 位位字字 n取反碼取反碼ip 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報16 位位檢驗和檢驗和16 位位字字 116 位位字字 216 位位字字 n取反碼取反碼數(shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)部分不參與檢驗和的計算不參與檢驗和的計算二進(jìn)制反碼求和：二進(jìn)制反碼求和：0 0和和0 0相加是相加是0 0，0 0和和1 1相加是相加是1 1，1 1和和1 1相加是相加是0 0但要產(chǎn)生一個進(jìn)位但要產(chǎn)生一個進(jìn)位1 1，加到下一，加到下一列若最高位相加后產(chǎn)生進(jìn)位，則最后得到的結(jié)果要加上溢出的進(jìn)位列若最高位相加后產(chǎn)生進(jìn)位，則最后得到的結(jié)果要加上溢出的進(jìn)位1(1(可可能是多個能是多個1)1)。所謂的

6、二進(jìn)制反碼求和，即為先進(jìn)行二進(jìn)制求和，然后對和取反。所謂的二進(jìn)制反碼求和，即為先進(jìn)行二進(jìn)制求和，然后對和取反。 1 1 0 1 1 第一個二進(jìn)制加數(shù)第一個二進(jìn)制加數(shù)+ 1 0 1 0 1 第二個二進(jìn)制加數(shù)第二個二進(jìn)制加數(shù)- 1 0 0 0 0 相加之和為相加之和為110000， 最高位的最高位的1需要放到需要放到 下一列相加下一列相加 1- 1 0 0 0 1 相加得到的結(jié)果相加得到的結(jié)果 0 1 1 1 0 取反得到最終結(jié)果取反得到最終結(jié)果檢驗和的計算方法：檢驗和的計算方法： （1）把）把ip數(shù)據(jù)包的校驗和字段置為數(shù)據(jù)包的校驗和字段置為0； （2）把首部看成以）把首部看成以16位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制求位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制求 和（注意：求和時應(yīng)將最高位的進(jìn)位保存，所以加法應(yīng)采用和（注意：求和時應(yīng)將最高位的進(jìn)位保存，所以加法應(yīng)采用32位位加法）；加法）； （3）將上述加法過程中產(chǎn)生的進(jìn)位（最高位的進(jìn)位）加到低）將上述加法過程中產(chǎn)生的進(jìn)位（最高位的進(jìn)位）加到低16位（采用位（采用32位加法時，即為將高位加法時，即為將高