IP校验和

IP报头：



一.IP校验和
IP协议的校验和只包括IP报头。在IPV4中，IP校验和字段是一个16位字段，包括整个IP报头（含选项在内）。校验和首先由封包的发送发计算出来，然后在前往其目的地的沿路上再由一个又一个的跳点（比如路由器）更新。更新校验和前，每个跳点必须先检查封包的健康状态（比较封包的校验和以及本地所计算的校验和）。若检查失败，封包就被丢弃，但不会产生ICMP，有上层协议进行处理（比如，利用定时器，若特定时间内没有收到确认通知信息，就重传）。

下面是一些会触发校验和更新的情况：
1.递减TTL：路由器转发封包前，必须递减其IP报头中的TTL。因为IP校验和也包括该字段。
2.修改封包：改变一或数个IP报头字段都会强迫校验和重新计算。比如NAT。
3.IP选项处理：每次选项的处理方式使得IP报头必须有所新增（如新增时间戳）或修改时，都会重新计算时间戳。
4.分段：当封包被分段时，每个分段都会有不同的报头。比如分段报头中的offset字段就不同，校验和重新计算。

二.IP校验和算法

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.把即将发送的IP头部中的检验和设置为0，然后以16位为一个间隔，将IP头部分成许多个16位的字段；
2.将第1步获得的所有字段进行二进制相加求和；
3.把最终结果取反，就得到检验和，再将该值填充到IP头部。

其次在接收端，也有相应的三步：
1.把接收到的IP头部分成16位一个间隔的字段集合；
2.所有字段进行二进制相加求和；
3.将最终结果取反，判断该结果是否为0，若为0，则说明检验和正确，若不为0，则协议栈会丢掉这个包。

下面是校验和的代码实现：
ip_fast_csum指定IP报头和长度后，计算并返回IP校验和。用于验证输入封包以及计算外出封包的校验和。

unsigned short ip_fast_csum(unsigned char * iph,
unsigned int ihl)
{
unsigned int sum;
//(%1)就是iph数据包首地址，%0就是sum， %2数据包长度
//11-14行都是进行32位的加法运算
__asm__ __volatile__(
"movl (%1), %0 ;\n"
"subl $4, %2 ;\n"
"jbe 2f ;\n"
"addl 4(%1), %0 ;\n"
"adcl 8(%1), %0 ;\n"
"adcl 12(%1), %0 ;\n"
"1: adcl 16(%1), %0 ;\n"
"lea 4(%1), %1 ;\n"  //没看懂
"decl %2 ;\n"
"jne 1b ;\n"
"adcl $0, %0 ;\n"
"movl %0, %2 ;\n"   //保存sum的值到%2
"shrl $16, %0 ;\n"  //右移16位（读取高16位）到%0
"addw %w2, %w0 ;\n" //%0的16位加%2的16位
"adcl $0, %0 ;\n"   //若进位加上进位
"notl %0 ;\n" //取反
"2: ;\n"
/* Since the input registers which are loaded with iph and ihl
are modified, we must also specify them as outputs, or gcc
will assume they contain their original values. */
: "=r" (sum), "=r" (iph), "=r" (ihl)
: "1" (iph), "2" (ihl)
: "memory");
return(sum);
}
//jbe 2f和jne 1b的解释请查看