关于首部校验和,

flw2

IP首部校验和，在tcp/ip1 中第3章说的，按16位取反相加,我有点疑问，比如首部的两个16位被交换了位置，那么校验和计算就是正确的了，而实际上传输不正确。

flw2

谁能给我讲讲吗？

我的意思是校验和错肯定传输出错，但是对了并不一定对

比如纠错码，假如纠错一位，如果我有两位错了，那很有可能不能检查出来了
而且比如对一个20字节的串，如果20个字节都错了（包括检错码），那么这不是意味着检错的几个字节没有用了吗？

flw2

up
这个问题困惑了我一年，希望能找到答案，其实我明白是我理解的问题，但实在是百思不得其解。

ip首部，20字节包括首部校验和，从A机器传到B机器，B进行校验，如果校验和不符，那么就有错误，我的问题的是，如果校验和计算相等，那么能说明首部是正确的吗？

两个包a,b，在网络中传输，先a,后b,如果传输中a发生错误，生成和b一样的数据，后来b又错误成a了，那么接受方也根本不知道错误了？

希望谁给点一下，哪儿出问题了。
还有各种校验都方法，如果校验玛和数据都错了怎么可能检验出来呢？

yuhuohu

根据校验和的算法，即使a发生错误，基本上也不可能会和b的校验和一摸一样，概率非常小，具体请看校验和算法，understand?

langue

IP 校验和，区别于 IP 纠错码。前者是常被 IP 及各建立在 IP 之上的传输层协议常常用到的一种校验和，而后者不存在。简单说来，校验和只提供对于 "对错" "真假" 之类的判断，而纠错码是一种冗余信息，可以在一定程度上恢复被损坏/篡改的信息。（参考关键字：MD5，碰撞，摘要算法，hash）

IP 校验和，在 IP 协议中使用的时候，只对 IP 头进行计算。发送方计算并放在数据报的头信息中，接收方在接收到后自然也计算一次，如果得到的结果是 0，就继续处理数据报；反之（非零的情况），则 "安静" 地丢掉数据报而不做任何处理。（参考：TCP/IP Illustrated, Volume 2）

所以，IP checksum 根本无法找到错误的字段或者字节位置，也更不可能恢复被损坏的 IP 头。至于你理解成了 "纠错码" 的原理，我想是不是翻译出的差错。原书应该是用 "ckecksum" 这个词，翻译过来是 "校验和"。

至于你说的，结果正确而实际不一定正确的情况，我想，这类似于 false positive。显示为真，而实际为假，在统计学里常遇到。但对于仅仅 20 字节的 IP 头来说，出现偏差的可能性比较小。你认为 "比如首部的两个16位被交换了位置"，还是根据 4.4BSD-Lite 中 in_cksum() 的可移植版本来说明问题吧。摘自 TCP/IP Illustrated, Volume 2

unsigned short
cksum(struct ip *ip, int len)
{
    long sum = 0;  /* assume 32 bit long, 16 bit short */

    while (len > 1) {
        sum += *((unsigned short*) ip)++;
        if (sum & 0x80000000)   /* if high order bit set, fold */
            sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
        len -= 2;
    }

    if(len)       /* take care of left over byte */
        sum += (unsigned short) *(unsigned char *)ip;

    while(sum>>16)
        sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);

    return ~sum;
}

/* taken from TCP/IP Illustrated Vol. 2(1995) by Gary R. Wright and W. Richard
   Stevens. Page 236 */

根据这样的实现，也基本不可能产生 "首部的两个16位被交换了位置" 而仍然 checksum 正确的情况。

flw2

谢谢yuhuohu
谢谢langue

langue 你说的那个算法我看过，虽然没有仔细分析代码，但是我知道校验算法能检查出错误的概率
但是你们两个都提到了“基本上”。其实卷一中文版的110页写到
"如果你的数据很有价值，也不要相信tcp和udp得检验和，因为这些都是简单的检验和，不能检测所有可能发生的差错"
99.999999% 和100%我现在认为是本质的区别，就是说我从一个ftp上下载一个文件，是有可能出错了我还不知道？
我改天去看看这个代码。可能还要依赖传输介质的保证不会出现那么大的错误吧，

langue

是这样的。其实传输一个文件没有出现异常，但已传输的文件会出问题的情况的确会发生，只是几率非常小。通常只能由密码学来增加这个可靠性。网站上如果提供软件的下载，常常同时提供一个校验和文件，或者使用网站管理者/软件作者自己的私人密钥来得到的 “签名”，其目的之一就在于此。当然，目前在中国大陆，网站往往没有这个习惯，是意识的问题。

换言之，没有绝对的可靠性。好比前一天晚上我庆幸地说，自己一直没有忘带雨伞，也就绝不可能忘带雨伞；可是第二天我的确忘了，后来只好又买了一把伞，而这恰巧是真实的事情。

flw2

我明白你的意思了
thanks a lot

vdba

我现在在看TCP/IP 详解，也遇到了一样的疑问。如果某个或多个字节在传输的过程中发生交换，但并不影响校验和的结果，那就意味着，这种差错是检验不出来的啊。。。。

cheveu

知其然不知其所以然

不是我耸人听闻:
所有的效验和,如果其提供的信息量少于被效验的信息,那就必定做不到100%保真.
就是只能做到"基本上".

效验码与纠错码的本质区别是二者的算法是否是可逆的.
纠错码必定采用可逆算法,插入纠错码的本质是把原码"搞长",稀释原码的信息密度,降低错误数据位对原码准确性的影响.注意:是降低,不是完全消除.
效验码要考虑到时效性和经济性,所以它只是尽可能保真,但是因为生成效验码的算法都是不可逆的,所以效验码只是形式上搞长原码,实际上没有稀释原码的信息密度.

如果有通信工程的本科生,认真学过<<信息论>>和<<通信原理>>这两门课,再肯动脑子琢磨一下,是能够体会到知其所以然的乐趣的.