[发明专利]一种用于增量计算网络报文校验和的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种用于增量计算网络报文校验和的方法和装置。

背景技术

在网络交换设备和网络安全设备(以下也简称为“网络设备”)中，经常需要对报文进行修改。比如，在报文经过路由器转发时，需要将IP Header中的TTL(Time-To-Live，生存时间)减去1，这样就需要重新计算IP Header中的校验和；在做NAT(Network Address Translation，网络地址转换)操作时，需要修改IP地址，这时也需要重新计算IP Header中的校验和，如果传输层是TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)报文，还需要重新计算TCPHeader中的TCP校验和；在支持syn-cookie操作时，需要修改TCP中的标志位，甚至还需要插入MSS(Maximum Segment Size，最大分段大小)字段，这时也需要修改TCP Header中的标志位和长度信息，也需要重新计算TCP Header中的TCP校验和。总之，对于网络设备来说，经常需要对报文中的校验和进行重新计算。

重新计算校验和，一般有两种方法：1)直接计算，即用新的数据代替原始的数据，然后对所有的数据重新计算出新的校验和；2)增量计算，即仅根据修改信息的原始值和新的修改值，再依赖原来的校验和，即可计算出新的校验和信息。

对于IP校验和，由于仅需通过IP Header即可计算出IP检验和，所以，上述的两种方法在计算时间和消耗资源上区别不大。但对于TCP检验和、UDP(User Datagram Protocol，用户数据包协议)校验和ICMP(Internet ControlMessage Protocol，因特网控制报文协议)检验和来说，由于它们都需要通过计算整个报文才能得到校验和信息，因此，一般都采用增量计算的方法。

如图1所示，在网络设备中，增量计算检验和的处理流程为：

网络设备接收到报文后，先对报文进行识别，通过以太网协议号可判别报文是不是IP报文。如果是IP报文，则需要提取出IP报文长度、源IP地址和目的IP地址，并通过IP Header中的协议号可识别不同类型的报文，比如TCP报文、UDP报文或者ICMP报文，等等。根据不同的报文类型，提取出和计算校验和相关的参数，比如源端口号、目的端口号、请求序列号、回应序列号、TCP标志信息，等等。然后将这些参数送给后面的逻辑进行校验和计算，完成计算后得到新的校验和，再用新的校验和来替代报文中原来的校验和，从而实现了报文的校验和计算和修改。

其中，将参数送给后面的逻辑进行校验和计算的算法，目前业界已经形成了一些标准算法，这些算法在RFC1071和RFC1141中进行了描述。

其中，RFC1141中给出了一种通行的增量计算方法，如公式1：

～C′＝～C+m+～m′                        公式1

在上面的公式1中：

C′表示新的校验和，实际上填充到报文中的新校验和值是～C′；

C表示原来的校验和，实际上从报文中提取出来的旧校验和值是～C；

m表示需要修改的值，即修改信息的原来值；m′表示修改后的值。

公式1中，符号～表示按位取反，符号+表示1的补码加，即完成逻辑加法后，如果有进位，还需要在加法结果上再加上进位值。

由于校验和的位宽为16bit，因此，在实际使用公式1进行计算时，需要先将需要修改的值m和修改后的值m′按照16bit对齐，然后进行1的补码加。如果同时修改了多个值，可对多个值按照公式1计算新的校验和。

然而，利用上述方案进行计算时，如果需要修改的字段较多，需要将每个修改字段的原始值和修改值按照公式1进行计算，这样就需要占用较多的系统资源，特别是在用硬件实现时，这个问题表现得尤其明显，这样不仅占用较多的逻辑资源，而且还需要较长的时间，从而降低了计算校验和的处理性能。

发明内容

本发明提供一种用于增量计算网络报文校验和的方法和装置，用以解决现有技术中当修改的报文字段较多时，计算校验和占用系统资源多且计算效率低下的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种用于增量计算网络报文校验和的方法，包括：

网络设备解析数据发送端发送的报文，并根据解析得到的报文类型，按照协议对所述报文进行处理；