IP和TCP报头校验和在c中计算

Question

我正在编写一个简单的程序来发送/接收 TCP 数据包并将其合并到一个更大的项目中。我卡在校验和部分，我计算的数字与wireshark数字不匹配。

对于校验和函数，我重用了 Mike Muss 的代码，如下所示：

static int
in_cksum(u_short *addr, int len)
{
    register int nleft = len;
    register u_short *w = addr;
    register int sum = 0;
    u_short answer = 0;

    /*
     * Our algorithm is simple, using a 32 bit accumulator (sum), we add
     * sequential 16 bit words to it, and at the end, fold back all the
     * carry bits from the top 16 bits into the lower 16 bits.
     */
    while (nleft > 1)  {
        sum += *w++;
        nleft -= 2;
    }

    /* mop up an odd byte, if necessary */
    if (nleft == 1) {
        *(u_char *)(&answer) = *(u_char *)w ;
        sum += answer;
    }

    /* add back carry outs from top 16 bits to low 16 bits */
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff); /* add hi 16 to low 16 */
    sum += (sum >> 16);         /* add carry */
    answer = ~sum;              /* truncate to 16 bits */
    return(answer);
}

我收到一个数据包并存储在 char buffer[2048] 中。为了获得 IP 标头，我这样做：

struct iphdr* ip;
ip = (struct iphdr*) buffer;

从这里，我可以正确读取ip->protocol、ip->saddr等信息，甚至可以打印出wireshark中显示的正确校验和

printf("Print checksum = 0x%x\n",ntohs(ip->check));

然后我尝试使用上面的函数计算校验和并打印出来

printf("My calculated checksum =0x%x\n",in_cksum ((unsigned short*) ip, sizeof(struct iphdr)));

我得到的是“我计算的校验码 = 0x0”，而且 IP 标头中似乎没有任何内容。我想我可能没有正确传递 in_cksum 函数参数，但我不确定如何修复或者我正在做的方式是否存在其他问题。

IP cksum 问题在下面得到解决。但是，我在尝试计算 TCP 校验和时遇到了类似的问题。以下是我获取 tcp 标头的方法：

tcp=(struct tcphdr*) (buffer+sizeof(struct iphdr);

在此之后，我再次可以读取有关 tcp 标头的正确信息，例如 tcp->source、tcp->dest，甚至 tcp->check

然后我尝试重新计算校验和，如下所示：

tcp->check=0;
tcp->check=in_cksum((unsigned short*)tcp, ntohs(ip->tot_length)-(4*ip->ihl));

我在这里得到的结果与我之前打印出来的结果不同。我认为我的问题可能在于我在 cksum 函数中传递的长度，但不太确定如何解决它。

任何帮助将不胜感激。提前谢谢！

Answer 1

IP 校验和的计算不得包括包含该校验和的字段 - 应将零用于该字段。来自RFC 791：

校验和字段是一个的 16 位反码 报头中所有 16 位字的补码之和。出于以下目的 计算校验和，校验和字段的值为零。

我还没有计算过，但我怀疑得到零是在整个标头上重新计算校验和的预期结果，即它会导致计算的总和自行抵消。

[我检查过 - 维基百科同意：“如果没有损坏，包括校验和在内的整个 IP 标头求和的结果应该为零”。因此，当验证校验和时，实际上正确结果为零]

请注意，IP 标头的长度只能是 4 字节的倍数，因此在这种特殊情况下，您的填充代码是不必要的，尽管如果要计算其他数据的通用补码校验和，它可能很有用。

另外，除了传递sizeof(struct iphdr)，您应该传递4 * ip->ihl 来说明可能在标头中的任何IP 选项，首先确保您实际上至少有那么多字节在你的缓冲区中。

Answer 2

总和 += (总和 >> 16); /* 添加进位 / 答案=〜总和； / 截断为 16 位 */

如果你将进位添加到低 2 个字节并负它。

显然会为零。