TechnologyofNetworkProgramming網絡編程技術第04章計算校驗和程序1概述

為保證網絡上數據傳輸的可靠性，在IP、ICMP、IGMP、UDP和TCP等協議中都設置了校驗和項，實際中使用的校驗和算法是網際校驗和算法2網絡編程技術編程訓練目的編程訓練要求相關知識介紹程序設計分析擴展與提高提綱3網絡編程技術編程訓練目的掌握在給定的數據報格式條件下構造數據報并計算數據報的校驗和的方法，加深對網絡差錯校驗技術的理解掌握網際校驗和算法原理與軟件實現方法熟悉計算網際校驗和的增量式計算法4網絡編程技術編程訓練目的編程訓練要求相關知識介紹程序設計分析擴展與提高提綱5網絡編程技術編程訓練要求

編寫程序，計算自定義格式數據報的網際校驗和：自定義的格式如下：程序要求以命令行方式運行：Checksuminputfile

outputfile其中，Checksum是程序名；inputfile是輸入文件，該文件包含數據字段的內容；outputfile為輸出文件，該文件保存封裝完畢后的數據報

報文類型（8位，指定為0xab）長度（8位）校驗和（16位）數據字段……6網絡編程技術程序運行的參考界面

7網絡編程技術程序運行的結果輸入文件的十六進制數，報文類型：AB數據長度：08校驗和：C361實際數據：6162636465666768輸出文件的十六進制數，采用Ultraedit查看：0000000h:AB08C361

6162636465666768計算過程AB0800006162636465666768相加后得到：3C9E取反后得到：C3618網絡編程技術編程訓練目的編程訓練要求相關知識介紹程序設計分析擴展與提高提綱9網絡編程技術網際校驗和算法把檢驗和字段置0，把所有需要被校驗的數據劃分為16位一組的比特序列，然后對每16位的反碼求和，結果取反，便得到校驗和為了驗證校驗和的正確性，對所有的數據求反碼和，如果結果全1，則表示校驗結果正確

10網絡編程技術網際校驗和算法特性交換律和結合律

字節順序獨立并行計算可以提高校驗和計算速度的技術延遲進位循環展開數據讀入與校驗合二為一增量式更新11網絡編程技術編程訓練目的編程訓練要求相關知識介紹程序設計分析擴展與提高提綱12網絡編程技術核心程序設計思路及實現讀入數據文件并構造數據報創建輸入流，直接使用2進制的方式打開輸入文件構造數據報緩沖區，給數據報賦值ifstream

fInfile; //創建輸入文件流fInfile.open(argv[1],ios::in|ios::binary);//打開指定的輸入文件/*定義數據報緩沖區，緩沖區大小為4+wLen，其中4為數據報類型字段、長度字段及校驗和字段的長度和，wLen為數據字段長度*/unsignedchar*pBuf=newunsignedchar[4+wLen]; pBuf[0]=unsignedchar(0xab);//給數據報類型字段賦值pBuf[1]=unsignedchar(wLen);//給數據報長度字段賦值*(unsignedshort*)(pBuf+2)=0;//計算校驗和之前，校驗和字段先置為0fInfile.read(pBuf+4,wLen);//根據輸入文件填充數據報的數據字段fInfile.open(argv[1],ios::in|ios::binary);//打開指定的輸入文件//計算校驗和并把結果填入到數據報的校驗和字段*(unsignedshort*)(pBuf+2)=checksum_calculating((unsigned

short*)pBuf,4+wLen);13網絡編程技術核心程序設計思路及實現（續）計算校驗和延遲進位法算法思想是：將進位累加的過程延遲到整個累加循環結束之后進行，從而提高計算速度實現：在32位的計算機上，把需要校驗的數據按16位一組進行累加，結果存放在32位的累加器中，這樣溢出位就保存在高16位上。全部累加結束后再把32位累加器中高16位累加到低16位上，那么低16位值的反碼即為最終的校驗和14網絡編程技術核心程序設計思路及實現（續）unsignedshortchecksum_calculating(unsigned

short*pBuffer,int

nSize){ unsignedlongdwCksum=0; //32位累加和

while(nSize>1)//以兩字節為單位反復累加 {

dwCksum+=*pBuffer++;//每次加2字節

nSize-=sizeof(unsignedshort); } if(nSize)//如果總字節數為奇數則加上最后一個字節 {

dwCksum+=*(unsignedchar*)pBuffer; } //將32位累加和的高16位與低16位第一次相加

dwCksum=(dwCksum>>16)+(dwCksum&0xffff); //將上一步可能產生的高16位進位再次與低16位累加

dwCksum+=(dwCksum>>16); //返回16位校驗和

return(unsignedshort)(~dwCksum);}15網絡編程技術核心程序設計思路及實現（續）輸出完整數據報創建輸出流，使用2進制的方式打開輸出文件通過write()函數將存儲在緩沖區的數據報一次性寫入到輸出文件

fstream

fOutfile; //創建輸出文件流//以2進制方式打開輸出文件fOutfile.open(argv[2],ios::in|ios::out|ios::binary|ios::trunc);//將pBuf中的數據報寫入輸出文件fOutfile.write((char*)pBuf,4+wLen);16網絡編程技術編程訓練目的編程訓練要求相關知識介紹程序設計分析擴展與提高提綱17網絡編程技術擴展與提高HC ——修改前的頭部校驗和C ——修改前的反碼和HC' ——修改后的頭部校驗和C' ——修改后的反碼和m ——修改前的16位數值m' ——修改后的16位數值增量式更新法C'=C+(-m)+m'=C+(m'-