网络中校验和比较

本文说明了网卡， IP层，TCP层，UDP层的校验和功能，以及异同点。

 

网卡校验和

高级的网卡(e1000e等千M网卡)的接收，发送的校验和的计算方法是CRC32。

Refs：

http://www.intel.com/content/dam/doc/manual/pci-pci-x-family-gbe-controllers-software-dev-manual.pdf

 

可以使用ethtool查看网卡的校验功能，rx-checksumming是接收端的校验功能，tx-checksumming是发送端的校验功能：

# ethtool -k eth0
Offload parameters for eth0:
rx-checksumming: on
tx-checksumming: on
scatter-gather: on
tcp-segmentation-offload: on
udp-fragmentation-offload: off
generic-segmentation-offload: on
generic-receive-offload: on
large-receive-offload: off

 

IP校验和

校验和只对头部进行，不包括数据部分。

发送IP包, 计算checksum：

（1）把IP数据报的首部校验和字段设置为0。
（2）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。
（3）把得到的结果存入校验和字段中。

 

接收IP包，验证checksum：

（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全1。
（3）如果全1，校验是和正确。否则，校验和就是错误的，协议栈要抛弃这个数据包。但不生成差错报文，由上层去发现丢失的数据报并进行重传。

 

Refs：

 

UDP校验和

校验和即覆盖头部，也覆盖数据部分。UDP校验和是可选的，而TCP校验和是必须的。

发送包, 计算checksum：

算法和IP头部的校验和计算方法类似：二进制反码求和。但有下面两个区别：

1) 总长度如果是奇数，则自动补齐，并自动填充为0. 填充的部分不发送出去。

2）添加12个字节的伪头部。源地址(4个字节)，目的地址(4个字节)，0(1个字节)，udp协议号(1个字节)，udp头部中长度字段值(2个字节)。

如果校验和字段是0，表示不需要计算校验和。

 

接收包, 验证checksum：

验证checksum是根据udp头部中的length字段值所指向的数据长度进行校验，如果length字段值大于实际的数据长度，那么包在校验前会被丢弃。如果length字段值小于实际的数据长度，则需要裁减数据，并校验。

 

TCP校验和

校验和即覆盖头部，也覆盖数据部分。TCP校验和是必须的。也包含了12个字节的伪头部。