TCP协议之校验和 ( js实现"1的补码和"、"校验和"的求解 )

参考：

https://baike.baidu.com/item/%E6%A0%A1%E9%AA%8C%E5%92%8C/7358071?fr=aladdin

https://www.jianshu.com/p/56576cb4cca9

 

发送方生成校验和：

1.将待发送数据分成若干个16位的位串，每个位串看成一个二进制数，这里并不管位串代表什么，可以是整数、浮点数、或者位图；
2.将IP、UDP、TCP的PDU首部中的校验和字段置为0，该字段也参与校验和运算；
3.对这些16位的二进制数进行1的补码和运算，累加的结果再取反码即生成了校验码，将校验码放入校验和字段中。
（其中1的补码和运算，即带循环进位的加法，最高位有进位则循环进到最低位；反码即二进制各位取反，如0111的反码为1000。）

接收方校验校验和：

1.接收方将接收的数据（包括校验和字段）按发送方同样的方法进行1的补码和运算，累加的结果再取反码；
2.校验，如果上步的结果为0，表示传输正确；否则传输出错。

校验算法示例如图：

图中所示为一个只包含4个16位二进制数进行检验和运算的简单例子。图(a)所示为发送方的运算，①、②、③是3个数据，④是检验和，先置0，也参加检验和运算。⑤是它们的一的补码和，⑥是⑤的反码。发送方将⑥放到检验和字段和数据一起发出。图(b)所示为接收方的运算，如果没有传输差错，最后结果应为0。

 

附注：

进制转换

function numTransfer(numStr = '0', ori = 10, to = 2) {
    if (typeof ori !== 'number' || ori < 2 || ori > 36) {
        throw new Error('元数据进制错误')
    } if (typeof to !== 'number' || to < 2 || to > 36) {
        throw new Error('数据进制错误')
    } if (typeof numStr !== 'string' || !numStr || !/^[0-9a-z]+$/.test(numStr)) {
        throw new Error('元数据格式错误')
    }
    const max = numStr.split('').sort().reverse()[0]
    if (parseInt(max, 36) >= ori) {
        throw new Error('元数据格式错误')
    }
    return parseInt(numStr, ori).toString(to)
}

　　

"1的补码和"、"校验和"

function generateChecksum() {
    const dataList = Array.from(arguments)
    if (dataList.length === 0) return;
    let maxLen = 0, dataSum = 0;
    for (let data of dataList) {
        if (!(typeof data === 'string' && /^[01]+$/.test(data))) {
            throw new Error(`格式错误: ${data}`)
        } else {
            const len = data.length
            if (len > maxLen) maxLen = len;
            dataSum += (+numTransfer(data, 2, 10));
        }
    }
    let dataSumBinStr = numTransfer(String(dataSum), 10, 2)
    
    function reduce(binStr, len) {
        const binStrLen = binStr.length
        if (binStrLen > len) {
            const num = binStrLen - len
            const sum = (+numTransfer(binStr.slice(0, num), 2, 10)) + (+numTransfer(binStr.slice(num), 2, 10))
            const nexBinStr = numTransfer(String(sum), 10, 2)
            return reduce(nexBinStr, len)
        } else {
            return binStr
        }
    }
    let compSumStr = reduce(dataSumBinStr, maxLen)
    const compSumStrLen = compSumStr.length
    if (compSumStrLen < maxLen) {
        const arr = compSumStr.split('')
        for (let i = 0; i < maxLen - compSumStrLen; i++) arr.unshift('0');
        compSumStr = arr.join('')
    }
    const checksumStr = compSumStr.split('').map(i => i === '0' ? '1' : '0').join('')
    
    return { compSumStr, checksumStr }
}

　　

 执行示例：

generateChecksum('111111', '100')                     // {compSumStr: '000100', checksumStr: '111011'}

generateChecksum('111111', '100', '111011')      // {compSumStr: '111111', checksumStr: '000000'}

 

 

 

 

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