网络协议 UDP校验和
前言
- 最近在弄DSP，然后学习了一下UDP协议，发现UDP校验和部分大家写的都不是很详细，然后学习了一下，记录一下详细的计算过程。
1. 帧格式
DST_MAC SRC_MAC TYPE(IPV4 0x8000)
6字节 6字节 2字节
IP_head IPV4(版本 IP头长 DSF 0x4500) 总长度(IP_head_length(20) + UDP_length) 帧标识(相当于一个标记) Flag Offset
2字节 2字节 2字节 1字节 1字节
TTL Protocol [IP头校验和] Src_IP Dst_IP
1字节 1字节 2字节 4字节 4字节
UDP_ Src_port Dst_port UDP_Length [UDP校验和] DATA
2字节 2字节 2字节 2字节 ....
2. 部分参数值意义
- IP头长度 20字节
- 总长度(IP头中的长度字段)：为UDP部分的长度+IP头长度(不包含MAC地址以及类型的14个字节)
- 帧标识(Identification)在经过路由之后报文不会变的字段，为了确保报文的唯一性
- UDP中的长度为UDP字段的长度和，从SRC_PROT到最后一个不为padding的字符
3. 校验和
1. IP字段的校验和
-
每两个字节相加得到一个32bit的数，之后求到的值如果高16位有数，将高16的数辗转加到低16位得到一个16位的值，之后按位求反。代码如下，参数为完整的一个udp数据帧 uint16_t ip_calc_ipchecksum(void *pack_info){
int8_t* m_pack_info = (int8_t*)pack_info ;
// 将校验和置为0
m_pack_info[24] = 0;
m_pack_info[25] = 0;
m_pack_info = &m_pack_info[13];
int index = 0;
int ip_index = 0;
int32_t calc_sum = 0;
int16_t ip_head[10] = {};
int32_t cksum = 0;
while (index != 20)
{
/* code */
ip_head[ip_index] = ( ip_head[ip_index] |( m_pack_info[index] & 0xFF) ) << 8;
ip_head[ip_index] = ( ip_head[ip_index] | (m_pack_info[index+1] & 0xFF) );
calc_sum += (ip_head[ip_index] & 0xffff );
index += 2;
ip_index += 1;
}
if(index == 20){
calc_sum=(calc_sum>>16)+(calc_sum&0xffff); //把高位的进位，加到低八位，其实是32位加法
calc_sum+=(calc_sum>>16); //add carry
cksum = 0xFFFF - calc_sum;
return cksum;
}
}
示例（wireshark报文）：
0000 28 39 26 d9 cf fb 1c bf c0 db d3 bf 08 00 45 00 (9&...........E.
0010 00 25 ba 78 40 00 40 11 fd d6 c0 a8 00 9e c0 a8 .%.x@.@.........
0020 00 8a da f2 30 39 00 11 77 5e 31 32 33 31 32 33 ....09..w^123123
0030 31 32 33 00 00 00 00 00 00 00 00 00 123.........
公式:
>>> 0x4500 + 0x0025 + 0xba78 + 0x4000 + 0x4011 + 0x0000(校验和置0) + 0xc0a8 + 0x009e + 0xc0a8 + 0x008a
197158
>>> print("0x%x" %197158)
0x30226
>>> print("0x%x" % (0Xffff-0x226-3))
0xfdd6
2. UDP字段校验和
-
UDP字段校验和：SRC_IP + DST_IP + UDP协议2字节 + UDP字段中的长度 + UDP数据部分。计算方法与IP校验和相同，每2字节相加，高16位加到低16位得到一个16位数取反 公式：
>>> (IP)0xc0a8 + 0x008a + 0xc0a8 + 0x009e + (udp协议0x11前面补0)0x0011 + (UDP数据部分的长度)0x000e + (UDP部分的数据)0x3039 + 0xdaf2 + 0x000e + (校验和置0)0x0000 + 0x3132 + 0x3331 + 0x3233
205926
>>> print("0x%x" % (205926))
0x32466
>>> print("0x%x" % (0Xffff-0x2466-3))
0xdb96
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