Checksum TCP

Absender

• Man bildet aus den 16-Bit-Wörtern ein Einerkomplement.
• Diese Wörter werden ohne Übertrag addiert.
• Das Ergebnis wird wieder als Einerkomplement genommen.
• Das resultierende Einerkomplement wird im Checksum-Feld eingetragen.

Empfänger

• Die 16-Bit-Wörter werden ein Einerkomplement genommen.
• Diese Wörter werden ohne Übertrag addiert.
• Das Ergebnis wird wieder als Einerkomplement genommen.
• Das resultierende Einerkomplement wird mit dem im Header empfangenen Checksum verglichen.
• Wenn sie stimmen werden die Daten an die oberen Schichten ausgeliefert

IPv4

32 Bit
Pseudo TCP header
Source Address
Destination Address
0	0	0	0	0	0	0	0	Proto								TCP-Length
TCP Header
Source Port																Destination Port
Sequence Number
Acknowledge Number
Offset				Reserved						Flags						Window
Checksum = 0000000000000000																Urgent Pointer
Options										Paddings
Data

IPv6

32 Bit
Pseudo TCP header
Source Address
Source Address
Source Address
Source Address
Destination Address
Destination Address
Destination Address
Destination Address
0	0	0	0	0	0	0	0	Proto								TCP-Length
TCP Header
Source Port																Destination Port
Sequence Number
Acknowledge Number
Offset				Reserved						Flags						Window
Checksum = 0000000000000000																Urgent Pointer
Options										Paddings
Data

Ausführliche Erklärung

• Wenn wir Daten von der Anwendung erhalten, werden sie in kleinere Datenabschnitte zerlegt, da die gesamten Daten aus der Anwendung nicht direkt über das Netzwerk an den Empfänger-Host gesendet werden können.

• Das Protokoll, das wir in der OSI-Schicht im Transportschicht verwenden, ist TCP. Nachdem die Daten aus der Anwendungsschicht in kleinere Teile zerlegt wurden, bilden diese Teile den Körper des TCP.

• Der TCP-Header variiert normalerweise von 20 Bytes (wenn keine Bits der Optionsfelder verwendet werden) bis zu 60 Bytes (wenn alle Bits des Optionsfelds verwendet werden).

• Er enthält Felder wie Quell- und Ziel-Portadressen, Dringlichkeitszeiger, Prüfsumme usw.

• Die Prüfsumme des TCP wird berechnet, indem der TCP-Header, der TCP-Körper und der Pseudo-IP-Header berücksichtigt werden.

• Nun stellt sich die Hauptfrage, wie die Prüfsumme auf den IP-Header angewendet werden kann, da IP in der Schicht unterhalb der Transportschicht ins Spiel kommt.

• In einfachen Worten bedeutet dies, dass wir uns in der Transportschicht befinden und das IP-Datenpaket in der Netzwerkschicht erstellt wird.

• Dann, wie können wir die Größe des IP-Headers aus der Transportschicht schätzen, da die Vermutung/Schätzung definitiv falsch wäre und somit kein Sinn darin bestünde, die Prüfsumme auf ein Feld zu berechnen, das von Anfang an falsch ist?

• Die Fehlerüberprüfungsfähigkeit von TCP/UDP in der Transportschicht erhält Unterstützung von der Netzwerkschicht für eine ordnungsgemäße Fehlererkennung.

• Die wichtige Konzeptanmerkung hier ist jedoch, dass wir tatsächlich nicht den IP-Header verwenden, sondern einen Teil des IP-Headers.

• Um all diese Fehler zu überwinden und die Fehlerüberprüfungsfähigkeit zu erhöhen, verwenden wir einen Pseudo-IP-Header.

Pseudo-IP-Header

• Der Pseudo-Header ist kein IP-Header, sondern ein Teil des IP-Headers.
• Wir verwenden den IP-Header nicht direkt, weil im IP-Header viele Felder enthalten sind, die sich ständig ändern, wenn die Pakete im Netzwerk bewegt werden.
• Daher wird ein Teil des IP-Headers berücksichtigt, der sich nicht ändert, wenn das IP-Paket im Netzwerk bewegt wird.

Die Felder des Pseudo-IP-Headers sind

• IP der Quelle
• IP des Ziels
• TCP/UDP-Segmentlänge
• Protokoll (Angabe des verwendeten Protokolltyps)
• Fixierte 8 Bits

• Die Gesamtgröße des Pseudo-Headers (12 Bytes) = IP der Quelle (32 Bits) + IP des Ziels (32 Bits) + TCP/UDP-Segmentlänge (16 Bit) + Protokoll (8 Bit) + Fixierte 8 Bits.

Ein wichtiges Konzept sollte beachtet werden

• Dieser Pseudo-Header wird in der Transportschicht erstellt, um die Berechnung durchzuführen, und nach Abschluss der Berechnung wird der Pseudo-Header verworfen.
• Die Prüfsumme wird dann mit der üblichen Prüfsummenmethode berechnet.

Die TCP-Prüfsumme umfasst also

• Pseudo-IP-Header
• TCP-Header
• TCP-Körper

• Nach der Berechnung der Prüfsumme unter Verwendung dieser drei Felder wird das Prüfsummenresultat in das Prüfsummenfeld des TCP-Headers eingetragen.

• Da bereits festgestellt wurde, dass der Pseudo-Header verworfen wird und nicht an den Zielhost übertragen wird, stellt sich die Frage, wie der Zielhost überprüfen kann, ob die Daten korrekt empfangen wurden oder nicht.
• Daher wird der Pseudo-Header erneut in der Transportschicht des Zielhosts erstellt, und dann wird die Prüfsumme in der Transportschicht des Zielhosts erneut berechnet.
• Schließlich wird die Prüfsumme mithilfe der üblichen Prüfsummenmethode berechnet und überprüft, ob die empfangenen Daten korrekt sind oder nicht.

• Warum ist eine doppelte Überprüfung der IP-Headerfehler erforderlich?
• Der IP-Header wird zweimal überprüft, das erste Mal in der Transportschicht und das zweite Mal in der Netzwerkschicht.
• Die doppelte Überprüfung gewährleistet, dass Fehler im IP-Header mit ausreichender Genauigkeit erkannt werden können.