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1、网络编程技术TechnologyofNetworkProgramming计算机硬件基础教学中心.2008第04章计算校验和计算校验和为保证网络上数据传输的可靠性，在IP、ICMP、IGMP、UDP和TCP等协议中都设置了校验和项。本章通过自定义的简单格式，熟悉网际校验和的计算过程，从而对网络中实现差错控制的方法有较为深入了解。分层的网络体系结构计算机1向计算机2发送数据的传递过程5432154321计算机1AP2AP1计算机2应用程序数据应用层首部H510100110100101比特流110101110101应用程序数据H5应用程序数据H
2、4H5应用程序数据H3H4H5应用程序数据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部内容纲要网际校验和算法校验和算法特性算法的改进内容纲要网际校验和算法校验和算法特性算法的改进网际校验和算法比特01234567DTRC未用优先级04816192431版本标志生存时间协议标识服务类型总长度片偏移填充首部检验和源地址目的地址可选字段（长度可变）首部长度数据部分比特数据部分首部传送IP数据报首部固定部分可变部分网际校验和算法发送端接收端16bit字116bit字2置为全0检验和16bit字n16bit反码算术运算求和……取反码数据
3、报首部IP数据报16bit检验和16bit字116bit字216bit检验和16bit字n16bit反码算术运算求和16bit结果……取反码数据部分若结果为0,则保留；否则，丢弃该数据报数据部分不参与检验和的计算校验和字段网际校验和算法4500015601E6400080060A0A8A9FCA77E60A1、网际协议IP——IP数据报的格式0000????反码算术运算4D6C3⊕4D6FB290B290FFFF0000⊕=内容纲要网际校验和算法校验和算法特性算法的改进表达式约定校验和算法特性“A,B,C,D……X,Y,Z”分别表示一系列
4、八位组，假设要计算该字节序列的校验和。用[A,B]表示A*256+B的整数，该字节的反码和可以表示：[A,B]+’[C,D]+’……+’[Y,Z][A,B]+’[C,D]+’……+’[Z,0]1、本章的约定校验和算法特性交换律和结合律[A,B]+’[C,D]+’…+’[J,0]+’[0,K]…+’[Y,Z]字节顺序独立[B,A]+’[D,C]+’…+’[Z,Y]并行计算[A,B,C,D]+’[E,F,G,H]+’…2、校验和特性内容纲要网际校验和算法校验和算法特性算法的改进算法的改进延迟进位：所有数据累加结束后，再把进位值循环累加到低位。
5、这种算法避免了累加器中进位传感器的设置，但是要求的容量是原来的累加器的容量的两倍，更多依赖于硬件条件。1、提高校验和计算速度算法的改进循环展开：展开内部的累加循环，把循环过程中的一系列累加运算复制下来，这样可以减少由于循环带来的负载。可以节约大量的计算时间，程序的逻辑设计复杂。1、提高校验和计算速度算法的改进数据读入与校验合二为一：数据的读入和计算校验和都需要获取数据，把数据的读入过程和校验过程合二为一，在读入数据的时候就计算校验和，提高校验和的计算速率。1、提高校验和计算速度算法的改进增量式更新：从原先的累加和中减掉发生变化的字节，然后
6、再加上发生变化的新数值，即加上这两个值的差。C’=C+(-m)+m’=C+(m’-m)1、提高校验和计算速度算法的改进HC——修改前的头部校验和C——修改前的反码和HC'——修改后的头部校验和C'——修改后的反码和m——修改前的16位数值m'——修改后的16位数值2、增量式更新算法的改进C’=C+(-m)+m’=C+(m’-m)RFC1071方法不太适用，因为它更新的是反码和C，不是真正的校验和HC，～C才是真正填入校验和字段的值。此外，所有的运算都是反码运算，对于采用补码运算的计算机来说编写程序不便。RFC1141提出改进的更适合补码计
7、算机的增量式算法。2、增量式更新算法的改进增量式算法的补码实现HC'=~C'=~(C+(-m)+m')=HC+(m-m')=HC+m+~m'2、增量式更新算法的改进上式中由于反码运算中0的表示法：＋0（0x0000）和－0（0xFFFF），可能得到不同的结果。HC'=~(C+(-m)+m')=~(~HC+~m+m')2、增量式更新算法的改进举例：头部各字段的反码和C=0xDD2F（注意：课本中的各字段反码和C-m=0xCD7A,是没有包括m字段的值），头部某个16位字段从m＝0x5555改变为m’＝0x32852、增量式更新TheEnd!
8、南京邮电大学-2009-
