專利名稱：Udp校驗(yàn)和的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及局域網(wǎng)的通信領(lǐng)域，尤其是以太網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在傳輸層有多種協(xié)議可選，其中UDP協(xié)議因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)精簡、傳輸開銷小，而在局域網(wǎng)上應(yīng)用非常廣泛。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的格式為(以下數(shù)據(jù)長度從左到右依次為7字節(jié)，I字節(jié)，6字節(jié)，6字節(jié)，2字節(jié)，46 1500字節(jié)，4字節(jié)) Preamble導(dǎo)碼 |SFD|目標(biāo)MAC地址|源MAC地址|以太網(wǎng)類型 |數(shù)據(jù)段|CRCUDP包(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)是在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)段填充一個IP包頭和UDP段(包括UDP包頭和數(shù)據(jù)段)，IP包頭的格式如下(以下數(shù)據(jù)長度從左到右依次為1字節(jié)，I字節(jié)，2字節(jié)，2字節(jié)，2字節(jié)，I字節(jié)，I字節(jié)，2字節(jié)，4字節(jié)，4字節(jié))
I版本號頭長度I服務(wù)類型I總長度I包ID I標(biāo)記和偏移量I生存時(shí)間I傳輸協(xié)議I頭校驗(yàn)和I源IP地址I目標(biāo)IP地址
UDP段的格式如下(以下數(shù)據(jù)長度從左到右依次為2字節(jié)，2字節(jié)，2字節(jié)，2字節(jié)，n字
節(jié))
源端口號丨目標(biāo)端口號Iudp包長度Iudp校驗(yàn)和I數(shù)據(jù)段(DATAfDATAn)
其中，計(jì)算UDP校驗(yàn)和時(shí)要算上一個偽包頭(pseudoheader),即由源IP地址、目標(biāo)IP地址、傳輸協(xié)議和M)P包長度組成(以下數(shù)據(jù)長度從左到右依次為4字節(jié)，4字節(jié)，I字節(jié)，I字節(jié)，2字節(jié))
源ip地址I目標(biāo)ip地址joxoo I傳輸協(xié)議Iudp包長度UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法是將偽包頭、UDP包頭(UDP校驗(yàn)和置0)和數(shù)據(jù)段按16bit分組相加，進(jìn)位加在本次運(yùn)算的個位，對最后結(jié)果按bit取反。公式為
Checksum = OxFFFF - [ E (偽包頭)+ E (UDP 包頭)+ E (UDP 數(shù)據(jù))]
將計(jì)算得到的Checksum回填到UDP校驗(yàn)和。所以，是先有后面的數(shù)據(jù)段，才能計(jì)算出前面的UDP校驗(yàn)和。因此，用UDP包傳送數(shù)據(jù)時(shí)，要先讀一遍需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，計(jì)算校驗(yàn)和，回填到UDP包頭；然后重新再讀一遍需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，和其他信息組成一個完整的UDP包發(fā)送。在現(xiàn)有的協(xié)議規(guī)定下，所有需要發(fā)送的數(shù)據(jù)都需要處理兩遍，效率比較低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種新的UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法，通過改進(jìn)已有方法，實(shí)現(xiàn)只讀一遍需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，計(jì)算校驗(yàn)和與組包同時(shí)完成，以提高UPD包的傳輸效率與實(shí)時(shí)性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法，包括如下步驟
(I)將UDP包長度和IP包總長度均加2 ；(2)將UDP校驗(yàn)和設(shè)為兩個字節(jié)的十六進(jìn)制常數(shù)；
(3)將偽包頭、UDP包頭和數(shù)據(jù)段按16bit分組逐一相加，進(jìn)位加在本次運(yùn)算的個位；
(4)將步驟(3)得到的結(jié)果按bit取反，添加在UDP數(shù)據(jù)段的末尾；
(5)發(fā)送結(jié)果。進(jìn)一步，所述常數(shù)是除0x0000和OxFFFF之外的任意常數(shù)。本發(fā)明提供的計(jì)算方法極大地簡化了 UDP包的組包流程，所有的數(shù)據(jù)只需要讀取一次就可以立即組包發(fā)送，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中要反復(fù)讀取兩遍致使效率低下的問題，極大地提高了 m)P包的傳輸效率以及實(shí)時(shí)性。


圖I是傳統(tǒng)的UDP包組包流程示意圖。圖2是本發(fā)明UDP包組包流程示意圖。圖3是本發(fā)明中的公式I計(jì)算流程示意圖。圖4是本發(fā)明中的公式2計(jì)算流程示意圖。圖5是本發(fā)明中的公式3計(jì)算流程示意圖。圖6是本發(fā)明中的公式4計(jì)算流程示意圖。圖7是本發(fā)明中的公式5計(jì)算流程示意圖。圖8是本發(fā)明的計(jì)算過程按傳統(tǒng)方法驗(yàn)算的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明方法是根據(jù)已有的UDP校驗(yàn)和計(jì)算方法推導(dǎo)、計(jì)算并總結(jié)出來的，發(fā)明方法原理及推導(dǎo)過程如下
傳統(tǒng)的UDP包組包流程如圖I所示，用UDP包傳送數(shù)據(jù)時(shí)，要先讀一遍需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，計(jì)算校驗(yàn)和，回填到UDP包頭；然后重新再讀一遍需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，和其他信息組成一個完整的m)P包發(fā)送。UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法是將偽包頭、UDP包頭(UDP校驗(yàn)和置0)和數(shù)據(jù)段按16bit分組相加，進(jìn)位加在本次運(yùn)算的個位，對最后結(jié)果按bit取反。如圖3所示，公式為(式中的Checksum代表UDP校驗(yàn)和)
公式① Checksum = OxFFFF - [ E (偽包頭)+ E (UDP 包頭)+ E (UDP 數(shù)據(jù))]
從UDP校驗(yàn)和的計(jì)算公式(公式①)可以得出
公式② E (偽包頭)+ E (UDP 包頭 + Checksum) + E (UDP 數(shù)據(jù))=OxFFFF也就是說，將M)P校驗(yàn)和(Checksum)回填到UDP包頭后，偽包頭、UDP包頭和數(shù)據(jù)段所有數(shù)據(jù)相加的和等于OxFFFF，如圖4所示?，F(xiàn)將UDP包的數(shù)據(jù)段末尾添加兩個字節(jié)的常數(shù)，如0x1234 (十六進(jìn)制)，則UDP包長度以及IP包總長度都要加2，UDP段的格式如下(以下數(shù)據(jù)長度從左到右依次為2字節(jié)，2字節(jié)，2字節(jié)，2字節(jié)，n+2字節(jié))
權(quán)利要求
1.一種UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)將UDP包長度和IP包總長度均加2； (2)將UDP校驗(yàn)和設(shè)為兩個字節(jié)的十六進(jìn)制常數(shù)； (3)將偽包頭、UDP包頭和數(shù)據(jù)段按16bit分組逐一相加，進(jìn)位加在本次運(yùn)算的個位； (4)將步驟(3)得到的結(jié)果按bit取反，添加在UDP數(shù)據(jù)段的末尾； (5)發(fā)送結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述常數(shù)是除0x0000和OxFFFF之外的任意常數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種UDP校驗(yàn)和的計(jì)算方法，對已有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以提高UDP包的傳輸效率。本發(fā)明方法的主要步驟是將UDP校驗(yàn)和設(shè)為一個常數(shù)，然后按照傳統(tǒng)的UDP校驗(yàn)和計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，將得出的結(jié)果添在UDP數(shù)據(jù)段的末尾。本發(fā)明提供的計(jì)算方法極大地簡化了UDP包的組包流程，所有的數(shù)據(jù)只需要讀取一次就可以立即組包發(fā)送，極大地提高了UDP包的傳輸效率以及實(shí)時(shí)性。
文檔編號H04L29/06GK102638464SQ20121008740
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者楊峰, 許琨 申請人:蘇州攀星光電科技有限公司