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1.什么是校验和

检验和(checksum)，在数据处理和数据通信领域中，用于校验目的地一组数据项的和。它通常是以十六进制为数制表示的形式。如果校验和的数值超过十六进制的FF，也就是255. 就要求其补码作为校验和。通常用来在通信中，尤其是远距离通信中保证数据的完整性和准确性。
在源端，计算校验和并将其设置在标头中作为字段。在目标端，再次计算校验和，并与标头中的现有校验和值进行交叉校验，以查看数据包是否正常。

2.校检和计算步骤

我们知道，校检和是用来查看数据包是否完整和准确的。所有会先在发送端（即源端，发送数据的一方）计算出校检和，然后把这个校检和也放到发送的数据里，传递给接收端（即目标端，接收数据的一方）。接收方收到数据后，也会再计算一次校检和，然后和发送端发过来的校检和进行对比。如果一致，则证明接收端收到的数据是完整准确的。
下面介绍一下校验的步骤：
发送方生成检验和
1）将发送的进行检验和运算的数据分成若干个16位的位串，每个位串看成一个二进制数，这里并不管字符串代表什么，是整数、浮点数还是位图都无所谓。
2）将IP、UDP或TCP的PDU首部中的检验和字段置为0，该字段也参与检验和运算。
3）对这些16位的二进制数进行1的补码和(one’s complement sum)运算，累加的结果再取反码即生成了检验码。将检验码放入检验和字段 中。这里需要注意的是，如果发生了进位溢出，校检和就等于数据累加结果的反码。如果没有发生溢出，那么校检和就等于数据累加的结果。
其中1的补码和运算，即带循环进位(end round carry)的加法，最高位有进位应循环进到最低位。反码即二进制各位取反，如0111的反码为 1000。
接收方校验检验和
1）接收方将接收的数据(包括检验和字段)按发送方的同样的方法进行1的补码和运算，累加的结果再取反码（必须取反码）。
2）校验，如果上步的结果为0，表示传输正确；否则，说明传输有差错。

3.例子解析

下面会通过三个例子来介绍校验和的计算过程。

1）计算没有发生溢出字串的校检和

题目：计算下面十六进制串的校检和
十六进制串: 0102030405060708
这是百度百科的题目，它给的答案是24。那么答案是怎么来的？
下面是它给出的计算过程，我们来分析一下计算步骤。

        #include<stdio.h>        int main()        {            int a[8]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};            int i,sum=0;            for (i=0;i<8;i++)            sum+=a[i];//将每个数相加        if(sum>0xff)        {       sum=~sum;                 sum+=1;          　     }            sum=sum&0xff;             printf("0x%x\n",sum);        }

首先，他将十六进制串分为8个部分，分别是{01，02，03，04，05，06，07，08}，然后将它们全部转换为16进制数，得到a[8]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};
然后将这8个数字进行累加，得到36（这是一个十进制数），其实这里我们也可以不将它转换为16进制数再进行累加，完全可以将它们进行十进制计算后，再将结果转为16进制，判断结果是否超过十六进制的FF（也就是十进制的255）。

最后，如果累加的结果超过十六进制的FF（也就是十进制的255），就取它的补码作为校检和。否则就直接取累加的记过作为校检和。我们看到上面累加的结果是36（这是一个十进制数），并没有超过255，所有，校检和结果就是36？这是不对的，因为在计算机数据传输中，校检和是一个16进制数，所有我们要将十进制的36转为16进制，结果为24,所有最终结果为0x24。

2）计算发生溢出的校检和

在计算机中，大多数情况下，校检和都是会发生溢出的。下面这个例子也是百度百科里的。下图中，
(a)所示为发送方的运算，①、②、③是3个数据，④是检验和，先置0，也参加检验和运算。⑤是它们的一的补码和，⑥是⑤的反码。发送方将⑥放到检验和字段和数据一起发出。
(b)所示为接收方的运算，如果没有传输差错，最后结果应为0。

如图所示，(a)是发送方，④是检验和，先将它置0，也参加检验和运算。然后对①、②、③进行累加，如下图中的红框部分进行累加

然后对①、②相加的结果是：
1 01110110 10100010
发生了溢出，所以要在尾部加1，得到结果为
01110110 10100011
再将结果与数据③相加，得到结果
1 00100011 11011000
因为溢出了，所以尾部加1，得到
00100011 11011001
再加上00000000 00000000
最后得到的结果为：
00100011 11011001
上面的计算过程中，发生了溢出，所以最终的校验和为00100011 11011001的反码，即
11011100 00100110。
而接收方都也差不多，也是对①、②、③进行累加，得到
00100011 11011001
再将结果和校检和11011100 00100110相加，结果为
11111111 11111111
这里虽然没有溢出，但是接收方不管有没有溢出最后累加结果都必须取反码，
00000000 00000000
结果为0代表传输数据完整。

3）一个完整的IP头校验和计算

在IP，UDP和TCP等数据包中，都有进行数据和校验的过程。下面这个例子是参考文章里的例子。下图是IP数据包的报头结构

假设这是目的地接收到的IP数据包中的IP标头：

4500 003c 1c46 4000 4006 b1e6 ac10 0a63 ac10 0a0c

首先让这些值与IP报头的字段对应

“ 45”对应于标题中的前两个字段，即“ 4”对应于IP版本，“ 5”对应于标题长度。由于标头长度以4字节字描述，因此实际标头长度为5×4 = 20字节。“ 00”对应于TOS或服务类型。TOS的该值表示正常运行。“ 003c”对应于IP报头的总长度字段。因此，在这种情况下，IP数据包的总长度为60。“ 1c46”对应于标识字段。'4000'可以分为两个字节。这两个字节（分别分为3位和13位）对应于IP头字段的标志和片段偏移。“ 4006”可以分为“ 40”和“ 06”。第一个字节“ 40”对应于TTL字段，而字节“ 06”对应于IP标头的协议字段。'06'表示协议是TCP。'be16'对应于在源端（发送数据包）设置的校验和。请注意，如前所述，在计算目标端的校验和时，此字段将设置为零。下一组字节“ ac10”和“ 0a0c”对应于IP标头中的源IP地址和目标IP地址。

让我们将所有这些值转换为二进制：

4500-> 0100010100000000003c-> 00000000001111001c46-> 00011100010001104000-> 01000000000000004006-> 01000000000001100000-> 0000000000000000 //注意，由于我们在目标端计算校验和，因此校验和设置为零ac10-> 10101100000100000a63-> 0000101001100011ac10-> 10101100000100000a0c-> 0000101000001100现在让我们将这些二进制值一一添加：4500-> 0100010100000000003c-> 0000000000111100453C-> 0100010100111100 ///第一个结果453C-> 0100010100111100 //第一个结果加上下一个16位字。1c46-> 00011100010001106182-> 0110000110000010 //第二个结果。6182-> 0110000110000010 //第二个结果加上下一个16位字4000-> 0100000000000000A182-> 1010000110000010 //第三个结果。A182-> 1010000110000010 //第三个结果加上下一个16位字。4006-> 0100000000000110E188-> 1110000110001000 //第四个结果。E188-> 1110000110001000 //第四个结果加上下一个16位字。AC10-> 101011000001000018D98-> 11000110110011000 //一个奇数位（进位），将该奇数位添加到结果中，因为我们需要将校验和保持在16位中。18D98-> 110001101100110008D99-> 1000110110011001 //第五结果8D99-> 1000110110011001 //第五个结果加上下一个16位字0A63-> 000010100110001197FC-> 1001011111111100 //第六结果97FC-> 1001011111111100 //第六个结果加上下一个16位字。AC10-> 10101100000100001440C-> 10100010000001100 //再次为进位，因此我们将其添加（如前所述）1440C-> 10100010000001100440D-> 0100010000001101 //这是第七个结果440D-> 0100010000001101 //第七个结果加上下一个16位字0A0C-> 00001010000011004E19-> 0100111000011001 //最终结果。因此，现在0100111000011001是我们对标头中所有16位字求和的最终结果。作为最后一步，我们只需要对其进行补充即可获得校验和。4E19-> 0100111000011001B1E6-> 1011000111100110 // CHECKSUM

现在，如果将此校验和与从数据包中获得的校验和进行比较，您会发现两者完全相同，因此IP报头的完整性不会丢失。

4.参考文章

ip-header-checksum