計算IP首部檢驗和

以前在學謝希仁教授主編的《計算機網絡》時，一直沒弄懂IP首部的校驗和是如何計算的。今天在看《TCP/IP詳解 卷一》時，看到了一段關於首部校驗和的描述。如下：

爲了計算一份數據報的IP校驗和，首先把檢驗和的字段設置爲0。然後，對首部中每個16bit進行二進制反碼求和（整個首部看成是由一串16bit的字組成），結果存在校驗和字段中。當收到一份IP數據報後，同樣對首部中每16bit進行二進制反碼求和。由於接收方在計算過程中包含了發送方存在首部中的檢驗和，因此，如果首部在傳輸過程中沒有發生任何差錯，那麼接收方計算的結果應該全爲1。如果結果不是全1，即檢驗和錯誤。

 

通過Wireshark抓到一個IP數據包如下，

也就是說IP數據包未發送時的頭部爲：

head = [0x45c0, 0x0028, 
        0x4d1c, 0x4000, 
        0x2c06, 0x0000, 
        0x3a9a, 0xc703, 
        0xc0a8, 0x8226]

 對應的校驗和計算如下（Python腳本）：

def checksum(head):
    sum = 0 
    for i in range(0, len(head)):
        sum = sum + (0xffff-head[i])
    #print "%4X"%sum

    sum = (sum>>16)+(sum & 0xffff) # why ? 
    #print "%4X"%(sum)
    return sum

 爲什麼需要sum = (sum>>16)+(sum & 0xffff)這一步？

答：這是二進制反碼求和算法決定的。即計算校驗和時，若相加後最高位有進位，那麼不能捨棄，一定要加到低位，才能是結果正確。

 

現在，IP數據包的頭部爲：

head = [0x45c0, 0x0028, 
        0x4d1c, 0x4000, 
        0x2c06, 0xBC87, 
        0x3a9a, 0xc703, 
        0xc0a8, 0x8226]

再調用checksum方法一次，將得到 全1 的最終結果。