校验和计算：

1、校验数据以16bit为单位进行累加求和，校验数据需为偶数字节，奇数字节末尾填充0变为偶数字节。
2、如果累加和超过16bit，产生了进位，需将高16bit和低16bit累加求和。
3、循环步骤2，直至未产生进位为止。
4、累加和取反得到校验和。

校验和验证

1、校验数据16bit为单位进行累加求和，校验数据需为偶数字节，奇数字节末尾填充0变为偶数字节。
2、如果累加和超过16bit，产生了进位，需将高16bit和低16bit累加求和。
3、循环步骤2，直至未产生进位为止。
4、累加和和校验和相加得到0xffff，校验成功，否则失败。

一个简单的例子

image.png

对于上图的例子，发送数据7、11、12、0、6，五位数据。
发送时的校验和计算（左边）
1）上面是最简单的例子，7、11、12、0、6为奇数位，所以末尾补充0。求和得到了36=100100
2）100100 超过了16，需要把高位10和低位0100进行累加，即得到了0110
3）已无进位，无需循环，执行4
4）0110取反为1001 十进制为9，即发送的数据为7、11
12、0、6、9

接收时的校验和验证（右边）
1）对接收到的数据7、11
12、0、6、9，为偶数位无需补0，直接求和为45=101101
2）101101 超过了16，需要把高位10和低位1101 进行累加，即得到了1111
3）已无进位，无需循环，执行4
4）1111取反为0000 为0，即校验成功，数据为正确数据

另一个例子

如计算下面一段数据的checksum，数据为16进制；

45 00 00 3c 00 00 00 00 40 11 $\color{red}{6d}$ $\color{red}{36}$ c0 a8 2b c3 08 08 08 08 11

红色的6d 36为checksum字段，先把checksum设0，数据分组，补0，整理完后数据如下，中间checksum设置为0，最后补1byte 0；

4500 003c 0000 0000 4011 $\color{red}{0000}$ c0a8 2bc3 0808 0808 1100

计算：4500+003c+0000+0000+4011+ $\color{red}{0000}$ +c0a8+2bc3+0808+0808+1100 = 192C8
高低16bit相加： 1 + 92C8 = 92C9
取反： ~92C9 = 6D36
最后所得数据为：45 00 00 3c 00 00 00 00 40 11 $\color{red}{6d}$ $\color{red}{36}$ c0 a8 2b c3 08 08 08 08 11

对应代码如下：

static u16_t chksum(void *dataptr, u16_t len)//只演示checksum累加的过程
{
  u32_t acc;
  u16_t src;
  u8_t *octetptr;
 
  acc = 0;
  octetptr = (u8_t*)dataptr;
  while (len > 1) {
    src = (*octetptr) << 8;
    octetptr++;
    src |= (*octetptr); //补足两个字节长度
    octetptr++;
    acc += src;
    len -= 2;
  }
  if (len > 0) {
    src = (*octetptr) << 8;
    acc += src;
  }
 
  acc = (acc >> 16) + (acc & 0x0000ffffUL);
  if ((acc & 0xffff0000UL) != 0) {
    acc = (acc >> 16) + (acc & 0x0000ffffUL);
  }
 
  src = (u16_t)acc;
  return ~src;//取反
}

UDP校验和原理

UDP校验数据范围

范围：UDP伪首部（12字节） + UDP首部（8字节） + UDP负载数据

image.png
详情参考网络编程（六）UDP详解

接收方和发送方都遵守该约定。

发送方UDP校验和计算

1、填充伪首部。
2、UDP首部校验和清零。
3、校验数据按照校验和原理计算出校验和。
4、填充校验和至UDP首部校验和字段。

接收方UDP校验和验证

1、接收方接收UDP数据报文（含UDP头部）。
2、填充伪首部。
3、校验数据按照校验和原理校验，满足累加和为0xffff，校验成功。

思考：为什么发送方校验数据（UDP首部校验和）为0，而接收方校验数据（UDP首部校验和）已填充校验和，双方校验数据不一样，不会出错吗？

其实接收方是把计算累加和和校验和验证两个步骤合成了一个步骤，可以理解为接收方先计算校验数据（UDP首部校验和为0）的累加和，再把累加和UDP校验和相加。

image.png

如上图，发送时UDP校验和计算
1）填充伪首部，1byte为8bit，即2byte为16bit，按照规则，伪首部12byte每行为4byte，即每行继续拆分为两部分，拆分为153.19，即153和19表示为16进制为10011001 00010011 。以此类推，可以推导出上图所示数据
2）校验和为0无需清除
3）求和为10010110 11101101 刚好是16bit，无需循环，直接求反，即校验和为01101001 00010010