分析校驗(yàn)和的錯(cuò)誤原因

引言：在抓包分析時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)校驗(yàn)和錯(cuò)誤，校驗(yàn)和為什么出現(xiàn)錯(cuò)誤？校驗(yàn)和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)傳輸是否一定錯(cuò)誤？本文詳細(xì)分析校驗(yàn)和發(fā)生錯(cuò)誤的原因及與數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)系。

發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將發(fā)送的數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則計(jì)算校驗(yàn)和，并將校驗(yàn)和與數(shù)據(jù)一起發(fā)送給接收方，接收方接收數(shù)據(jù)時(shí)也要計(jì)算校驗(yàn)和，接收的結(jié)果所有位均為1,如果累加結(jié)果中有任何比特是0，表明傳輸有差錯(cuò)。

校驗(yàn)和錯(cuò)誤是數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)了嗎？

如圖1所示，圖中出現(xiàn)了大量的校驗(yàn)和錯(cuò)誤，那是不是說(shuō)數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中一定發(fā)生了錯(cuò)誤呢？在解決這個(gè)問(wèn)題之前首先要了解系統(tǒng)如何進(jìn)行校驗(yàn)和計(jì)算，TCP/IP協(xié)議棧和網(wǎng)卡都可以完成校驗(yàn)和的計(jì)算，一般情況下校驗(yàn)和由操作系統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧完成，網(wǎng)卡的Checksum Offload屬性設(shè)置有Enable和Disable兩種狀態(tài)，如設(shè)置為Enable則意味著網(wǎng)卡開(kāi)啟了硬件計(jì)算校驗(yàn)和的功能而協(xié)議棧則不再進(jìn)行校驗(yàn)和的計(jì)算。

圖1 校驗(yàn)和錯(cuò)誤

對(duì)于Tx（來(lái)自Transmit一詞，意為發(fā)送），Windows的協(xié)議棧將隨機(jī)填充校驗(yàn)和，這些數(shù)據(jù)在發(fā)送之前被抓包軟件捕獲，在本機(jī)上抓取的數(shù)據(jù)包是隨機(jī)填充的校驗(yàn)和，因此抓包軟件會(huì)提示校驗(yàn)和錯(cuò)誤，網(wǎng)卡會(huì)自動(dòng)計(jì)算正確的校驗(yàn)和與數(shù)據(jù)一起發(fā)送，因此對(duì)方收到的仍然是正確的數(shù)據(jù)包。

對(duì)于Rx（來(lái)自Receive一詞，意為接收），網(wǎng)卡在接收數(shù)據(jù)時(shí)，由網(wǎng)卡完成數(shù)據(jù)校驗(yàn)。一旦網(wǎng)卡由于某種原因計(jì)算失敗，則由TCP/IP協(xié)議棧來(lái)完成數(shù)據(jù)校驗(yàn)。如果將Checksum Offload屬性設(shè)置為 Disable，將關(guān)閉網(wǎng)卡硬件計(jì)算校驗(yàn)和而由協(xié)議棧完成，這樣雖然在抓包軟件中不再顯示錯(cuò)誤的校驗(yàn)和，但代價(jià)卻是增加了系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，降低了網(wǎng)絡(luò)性能。

當(dāng)你發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不暢時(shí)，不妨查看一下Checksum offload的設(shè)置，在網(wǎng)卡配置/高級(jí)/Rx Checksum Offload/Tx Checksum Offload中將Checksum offload設(shè)置為Disable。這也是為什么有經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)玩家在玩大型網(wǎng)絡(luò)游戲出現(xiàn)卡頓時(shí)將Checksum offload設(shè)置為Disable的原因。

抓包軟件提示校驗(yàn)和錯(cuò)誤時(shí)校驗(yàn)和實(shí)際上并沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，而是由于開(kāi)啟了網(wǎng)卡硬件校驗(yàn)和功能，協(xié)議棧并沒(méi)有計(jì)算校驗(yàn)和，只是隨機(jī)填充了數(shù)據(jù)，所以抓到的包校驗(yàn)和是錯(cuò)的，而這個(gè)錯(cuò)誤的校驗(yàn)和在網(wǎng)卡發(fā)送出去前會(huì)被網(wǎng)卡改正過(guò)來(lái)，接收端收到的包是校驗(yàn)和正確的包。

因此在發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)和錯(cuò)誤時(shí)不能武斷的認(rèn)為一定是傳輸出了問(wèn)題，而要進(jìn)一下分析，是因?yàn)镃hecksum offload設(shè)置的原因還是網(wǎng)絡(luò)傳輸真的出現(xiàn)了問(wèn)題。