icmp报文校验算法

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

备忘用

检验和算法在 TCP/IP 协议族中是比较常见的算法。IP、ICMP、UDP和TCP报文头部都有校验和字段，不过IP、TCP、UDP只针对首部计算校验和

  而 ICMP 对首部和报文数据一起计算校验和。

检验和算法可以分成两步来实现。

首先在发送端，有以下三步：

1.把校验和字段置为0。

2.对需要校验的数据看成以16bit为单位的数字组成，依次进行二进制求和。

3.将上一步的求和结果取反，存入校验和字段。

其次在接收端，也有相应的三步：

1.对需要校验的数据看成以16bit为单位的数字组成，依次进行二进制求和，包括校验和字段。

2.将上一步的求和结果取反。

3.判断最终结果是否为0。如果为0，说明校验和正确。如果不为0，则协议栈会丢掉接收到的数据。

从上可以看出，归根到底，校验和算法就是二进制反码求和。由于先取反后相加与先相加后取反，得到的结果是一样的，所以上面的步骤都是先求和后取反。

下面用C语言来实现校验和算法，代码如下：

/** * addr 指向需校验数据缓冲区的指针 * len 需校验数据的总长度（字节单位） ***下面的addr是icmp报文结构(strcut)的地址，被强制转换成了unsigned short， 32*位机子上是16位，两字节，所以每次加下地址都加了16位的数据*** */



unsigned short checkSum(unsigned short *addr, int len){
    unsigned int sum = 0;  
    while(len > 1){
        sum += *addr++;
        len -= 2;
    }

    // 处理剩下的一个字节
    if(len == 1){
        sum += *(unsigned char *)addr;
    }

    // 将32位的高16位与低16位相加
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);

    return (unsigned short) ~sum;
}

上面的代码首先定义了一个32位无符号整型的变量sum，用来保存16bit二进制数字相加的结果，由于16bit相加可能会产生进位，所以这里使用32位变量来保存结果，其中高16bit保存的是相加产生的进位。

然后下面的 while 循环，对数据按16bit累加求和。

接下来的if语句判断是否还剩下8bit（一字节）。如果校验的数据为奇数个字节，会剩下最后一字节。把最后一个字节视为一个2字节数据的高字节，这个2字节数据的低字节为0，继续累加。

之后的两行代码作用是将 sum 高16bit的值加到低16bit上，即把累加中最高位的进位加到最低位上。（sum >> 16）将高16bit右移到低16bit，（sum & 0xffff）将高16bit全部置为0。注意，这两步都不会改变sum原来的值。

进行了两次相加可以保证 sum 高16bit都为0，没有进位了。

最后取反，并返回。

扩展：

为什么使用二进制反码求和，而不是原码或补码呢？

这是因为，使用反码计算校验和比较简单和快速。对于网络通信来说，最重要的就是效率和速度。

以上转载自实验楼:
c语言实现ping程序—感谢课程教师tianji