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核心程序设计思路及实现（续）
3. 输出完整数据报
• 创建输出流，使用 进制的方式打开输出文件 创建输出流，使用2进制的方式打开输出文件
fstream fOutfile; // 创建输出文件流 // 以2进制方式打开输出文件 fOutfile.open(argv[2],ios::in|ios::out|ios::binary|ios::trunc);
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通过write()函数将存储在缓冲区的数据报一次性 函数将存储在缓冲区的数据报一次性 通过 写入到输出文件
// 将pBuf中的数据报写入输出文件 fOutfile.write((char *)pBuf, 4+wLen);
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提纲
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编程训练目的 编程训练要求 相关知识介绍 程序设计分析 扩展与提高
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编程训练目的
• 掌握在给定的数据报格式条件下构造数据 报并计算数据报的校验和的方法， 报并计算数据报的校验和的方法，加深对 网络差错校验技术的理解 • 掌握网际校验和算法原理与软件实现方法 • 熟悉计算网际校验和的增量式计算法
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提纲
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网际校验和算法特性
交换律和结合律 字节顺序独立 并行计算 可以提高校验和计算速度的技术 延迟进位 循环展开 数据读入与校验合二为一 增量式更新
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提纲
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核心程序设计思路及实现
1. 读入数据文件并构造数据报
• 创建输入流，直接使用2进制的方式打开输入文件 创建输入流，直接使用 进制的方式打开输入文件
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扩展与提高
增量式算法的补码实现
HC C HC' C' m m' —— 修改前的头部校验和 —— 修改前的反码和 —— 修改后的头部校验和 —— 修改后的反码和 —— 修改前的 位数值 修改前的16位数值 —— 修改后的 位数值 修改后的16位数值
增量式更新法
C' = C + (-m) + m' = C + (m' - m)
增量式算法的补码实现
HC' = ~(C + (-m) + m') = HC + (m - m') = HC + m + ~m'
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扩展与提高 对增量式算法的改进
HC' = ~(C + (-m) + m') = ~(~HC + ~m + m')
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ifstream fInfile; // 创建输入文件流 fInfile.open(argv[1], ios::in|ios::binary); //打开指定的输入文件
•
构造数据报缓冲区， 构造数据报缓冲区，给数据报赋值
/*定义数据报缓冲区，缓冲区大小为4+wLen ，其中4为数据报类型字段、长度字段 及校验和字段的长度和，wLen为数据字段长度*/ unsigned char * pBuf = new unsigned char[4+wLen]; pBuf[0] = unsigned char(0xab); // 给数据报类型字段赋值 pBuf[1] = unsigned char(wLen); // 给数据报长度字段赋值 *(unsigned short *)(pBuf+2) = 0;// 计算校验和之前，校验和字段先置为0 fInfile.read(pBuf+4, wLen); // 根据输入文件填充数据报的数据字段 fInfile.open(argv[1], ios::in|ios::binary); //打开指定的输入文件 // 计算校验和并把结果填入到数据报的校验和字段 *(unsigned short *)(pBuf+2) = checksum_calculating((unsigned short *)pBuf, 4+wLen);
第4章 计算校验和程序
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概述
为保证网络上数据传输的可靠性， 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 、 、 和 等协议中都设 置了校验和项， 置了校验和项，实际中使用的校验和算法 是网际校验和算法
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提纲
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程序运行的参考界面
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提纲
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网际校验和算法 • 把检验和字段置 ，把所有需要被校验的数 把检验和字段置0， 据划分为16 位一组的比特序列， 据划分为 位一组的比特序列，然后对每 16位的反码求和，结果取反，便得到校验 位的反码求和， 位的反码求和 结果取反， 和 • 为了验证校验和的正确性，对所有的数据 为了验证校验和的正确性， 求反码和，如果结果全1， 求反码和，如果结果全 ，则表示校验结果 正确
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核心程序设计思路及实现（续）
2. 计算校验和 延迟进位法 • 算法思想是：将进位累加的过程延迟到整个 算法思想是： 累加循环结束之后进行， 累加循环结束之后进行，从而提高计算速度 • 实现：在32位的计算机上，把需要校验的数 实现： 位的计算机上， 位的计算机上 据按16位一组进行累加 结果存放在32位的 位一组进行累加， 据按 位一组进行累加，结果存放在 位的 累加器中，这样溢出位就保存在高16位上。 累加器中，这样溢出位就保存在高 位上。 位上 全部累加结束后再把32位累加器中高 位累加器中高16位累 全部累加结束后再把 位累加器中高 位累 加到低16位上 那么低16位值的反码即为最 位上， 加到低 位上，那么低 位值的反码即为最 终的校验和
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编程训练要求
编写程序，计算自定义格式数据报的网际校验和： 编写程序，计算自定义格式数据报的网际校验和： • 自定义的格式如下： 自定义的格式如下：
报文类型（8位， 指定为0xab） 长度 （8位） 数据字段 …… 校验和（16位）
• 程序要求以命令行方式运行： 程序要求以命令行方式运行： Checksum inputfile outputfile 其中， 是程序名； 是输入文件， 其中，Checksum是程序名；inputfile是输入文件， 是程序名 是输入文件 该文件包含数据字段的内容； 为输出文件， 该文件包含数据字段的内容；outputfile为输出文件， 为输出文件 该文件保存封装完毕后的数据报