为什么IP数据报只进行IP首部校验而不对整个数据报进行校验?

IP数据报只进行IP首部校验而不对整个数据报进行校验的原因有以下几点：

1. 整个数据报的校验需要消耗大量的计算资源，会影响网络性能。

2. 在分层协议中，每一层的协议都有自己的校验机制，IP层只需要保证IP首部的正确性，数据链路层会对整个数据帧进行校验，因此IP层不需要再对整个数据报进行校验。

3. IP层的主要功能是将数据报从源节点传输到目的节点，而不是确保数据的完整性和准确性。这些功能由更高层的协议来实现，比如TCP协议和UDP协议。

4. IP层的校验只是为了检测IP首部是否正确，而不是为了检测数据的完整性和准确性。因此，对整个数据报进行校验并不能提高网络的可靠性，反而会增加网络的负担。

相关问题

IP首部校验和为什么只计算首部，而不是整个IP数据报，为什么每个路由器在转发一个数据报前都要重新计算该校验和。

IP首部校验和只计算IP数据报的首部而不是整个IP数据报是因为IP数据报在传输过程中，其首部是不变的，而数据部分是可以变化的。因此，只需要计算首部的校验和就可以验证IP数据报的完整性。

每个路由器在转发一个数据报前都要重新计算该校验和是因为路由器可能会修改IP数据报的首部。例如，在路由器上进行分片时，需要对IP数据报的首部进行修改。这样，原始IP数据报的校验和就不再有效，因此需要重新计算校验和，以确保数据报在传输过程中的完整性。

此外，路由器重新计算IP数据报校验和还可以防止来自恶意攻击者的攻击。攻击者可能会在传输过程中篡改IP数据报的内容，如果没有重新计算IP数据报校验和，那么这些被篡改的数据报就可能会被错误地传递，导致网络出现问题。因此，为了保证网络的安全性和可靠性，每个路由器在转发IP数据报前都要重新计算该校验和。

写一个小程序执行ip数据报首部的校验和算法

IP数据报的校验和算法是一种很重要的数据包完整性校验手段，该算法在IP数据的发送和接收过程中都得到广泛应用。

该算法的实现步骤如下：

1. 首先将整个IP数据包的首部按照16bit一组进行分组，不足16bit且不是末尾则在末尾添加0
2. 将这些16bit的数字从第一个到最后一个相加，得到一个数值
3. 以32位为单位将这个数值进行反码运算，得到的结果即为校验和

参考样例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BUFFERSIZE 32

/*
* 计算IP数据包首部的校验和
* @param buf 待计算数据包首部 "struct ipheader" 的指针
* @param len 数据包首部长度 (单位：bytes)
* return 计算得到的校验和
*/
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int len){
unsigned long sum = 0;
while(len > 1){
sum += *buf++;
len -= 2;
}
if(len){
sum += *(unsigned char*)buf;
}
sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
sum += (sum >> 16);
return (unsigned short)(~sum);
}

struct ipheader{
unsigned char ver_ihl; /* 版本 (4 bits) + 首部长度 (4 bits) */
unsigned char tos; /* 服务类型(Type of Service) */
unsigned short total_len; /* 总长(Total Length) */
unsigned short ident; /* 标识(Identification) */
unsigned short frag_and_flags; /* 标志位(Flags) (3 bits) + 片偏移(Fragment offset) (13 bits) */
unsigned char ttl; /* 存活时间(Time to live) */
unsigned char protocol; /* 协议(Protocol) */
unsigned short checksum; /* 首部校验和(Header checksum) */
unsigned int sourceIP; /* 源IP地址(Source IP address) */
unsigned int destIP; /* 目的IP地址(Destination IP address) */
};

int main(){
unsigned char buffer[BUFFERSIZE];
memset(buffer,0,BUFFERSIZE);
struct ipheader *ip = (struct ipheader*) buffer;
ip->ver_ihl = 0x45;
ip->tos = 0;
ip->total_len = htons(sizeof(struct ipheader));
ip->ident = htons(54321);
ip->frag_and_flags = 0;
ip->ttl = 128;
ip->protocol = 6;
ip->checksum = 0;
ip->sourceIP = inet_addr("192.168.1.101");
ip->destIP = inet_addr("192.168.1.1");
unsigned short check_sum = checksum((unsigned short*)ip,sizeof(struct ipheader));
printf("check sum=%d\n",check_sum);
ip->checksum = check_sum;
return 0;
}

该程序首先定义了一个结构体ipheader，该结构体包含了一个完整的IP首部，然后通过调用checksum函数计算该IP数据包首部的校验和。最后将计算得到的校验和存入IP首部中的checksum字段。运行该程序后即可得到IP数据包首部的校验和。