TCP校验和的计算

传输控制协议（TCP）校验和是一种用于检测TCP数据包中错误的方法。校验和的计算方法是将TCP报头和数据中所有字段的二进制值，视为一个大的整数，然后对该整数进行位数补码。

要计算TCP校验和，需要执行以下步骤

• TCP头中的校验和字段被设置为零。

• 源和目的IP地址的二进制值、保留字段、协议字段（为TCP设置为6）、TCP长度和TCP数据被连接起来。

• 产生的二进制值被视为一个大的整数，并取一个位数的一补。

• 然后将所得值转换为16位二进制，并置于TCP头的校验字段中。

下面是一个例子，说明如何计算一个数据包的TCP校验和 —

假设源IP地址是192.168.0.1，目的IP地址是192.168.0.2，保留字段是0，TCP协议字段是6，TCP长度是40字节，TCP数据是 “Hello, World！”。

• TCP头中的校验和字段被设置为零。

• 源和目的IP地址（分别为11000000 10101000 00000000 00000001和11000000 10101000 00000000 00000010）、保留字段（00000000000000）、协议字段（00000110）、TCP长度（00011000）和TCP数据（01001000 01100101 01101100 01101111 00101100 00101111 01110111 01101111 01110010 01101100 01100100 00100001）的二进制值被连接起来。

• 得到的二进制值被视为一个大的整数，并取一个位数的一补（在这个例子中，我们说结果是0101010101）。

• 然后将结果值转换为16位二进制，放在TCP头的校验字段中（01010101 010101）。

需要注意的是，校验和是在TCP段上计算的，校验和字段是在发送段之前计算的，并在收到段之后进行验证。接收方再次计算校验和，并将其与校验和字段进行比较。如果计算的校验和值与接收的校验和值相匹配，则认为该网段被无误接收；否则，该网段被丢弃。

这是关于TCP校验和计算方法的基本概述。它是一种重要的技术，可以确保在网络上发送时的数据完整性，这对于维护安全和可靠的通信至关重要。

TCP头

传输控制协议（TCP）头是一组包含在TCP段开头的字段。头部包含用于控制TCP连接的建立、维护和终止的信息。TCP头的长度通常为20个字节，但如果包括选项，它可以达到60个字节。

TCP头中的字段包括

• 源端口 – 16位字段，用于识别源主机上的端口，该段来自于此。

• 目标端口 – 16位字段，用于识别发送网段的目标主机上的端口。

• 顺序号 – 32位字段，确定当前段中第一个数据字节的字节数。

• 确认号 – 32位字段，确认收到该字段中所有字节的值。

• 数据偏移 – 4位字段，表示TCP头中32位字的数量。

• Reserved – 6位字段，保留给未来使用。

• Flags – 6位字段，包含各种控制标志，包括URG、ACK、PSH、RST、SYN和FIN标志。

• Window – 16位字段，表示接收窗口的大小。

• Checksum – 16位字段，用于检测TCP段中的错误。

• Urgent Pointer – 16位字段，如果URG标志被设置，表示当前段中最后一个紧急数据字节的字节数。

还有一些可选字段，如 −

• TCP选项– 可变长度的字段，可用于在报头中包含额外信息。

源IP地址、源端口、目的IP地址和目的端口的组合形成了每个TCP连接的唯一标识符，被称为套接字。序列号和确认号，以及窗口和标志字段，用于控制TCP连接中的数据流。

TCP使用报头中的字段来提供可靠的、面向连接的通信服务。它保证发送的数据被接收，并且以正确的顺序接收。这就是为什么TCP通常被用于需要可靠数据传输的应用，如文件传输和电子邮件。

实例

TCP校验和的计算方法是将TCP报头和数据中所有字段的二进制值作为一个大的整数，然后对该整数进行位数补齐。下面是几个关于如何计算TCP校验和的例子

例子1

假设源IP地址是192.168.1.1，目的IP地址是192.168.1.2，保留字段是0，TCP的协议字段是6，TCP长度是40字节，TCP数据是 “你好，世界！”。

• 源IP地址（11000000 10101000 00000001 00000001）、目的IP地址（11000000 10101000 00000001 00000010）、保留字段（00000000000000）、协议字段（00000110）、TCP长度（00011000）和TCP数据（01001000 01100 01101100 01101100 01101111 00101100 00101111 01110111 01101111 01110010 01101100 01100001）的二进制值被连接起来。

• 所得的二进制值被视为大整数，并取一个位数的一补。

• 让我们假设第2步的结果是10101010 10101010（示例数字）

• 然后将结果值转换为16位二进制，放在TCP头的校验字段中（10101010 10101010）。

例2

假设源IP地址为172.16.1.1，目的IP地址为172.16.1.2，保留字段为0，协议字段为TCP的6，TCP长度为100字节，TCP数据为 “TCP校验计算示例”。

• 源IP地址（10101100 00010000 00000001 00000001）、目的IP地址（10101100 00010000 00000001 00000010）、保留字段（00000000000000）、协议字段（00000110）的二进制值。TCP长度（01100100）和TCP数据（01010100 01100011 01110000 01100011 01100101 01110011 01110100 01101001 01101110 01101011 01101001 01101110 01101111 01101110 01101001 01101110 01101011 01101001 01101110 01101011 01101011 01101001 01101001 01101110）被连接起来。

• 得到的二进制值被视为一个大的整数，并取一个位数为1的补码。

• 我们假设第2步的结果是1110011 11110011（示例数）

• 然后将结果值转换为16位二进制，放在TCP头的校验字段中（1110011 11110011）。

值得一提的是，上述例子是为了说明问题，不一定能反映真实的结果，因为这取决于数据包中的实际数据。另外，这些例子是关于如何计算校验和的，而不是实际的数据包。