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二进制反码求和

UDP 检验和的回卷是什么意思？

Python 计算 UDP 检验和

目录

1. 前言说明

2. 例子分析

3. 相关代码

4. 结果展示

5. 心得总结

一、前言说明 ↶

在看完教材 5-50 题目的习题解答，稍微懂了一点二进制反码求和。手算总是觉得很容易出错，用程序帮我们计算，尽最大可能减少计算错误的发生。所以，我想用 Python 简易实现二进制反码求和计算 UDP 检验和的过程，顺便巩固和复习一些 Python 语法。

二、例子分析 ↶

这里把题目和较详细解答过程直接贴在这里【思路 + 过程】

50. 把教材上的图 5-7 计算 UDP 检验和的例子自己具体演算一下，看是否能够得出书上的计算结果。

可以使用两种方法进行二进制反码求和的运算。一种方法是把这 14 行的 16 位数据一起从低位到高位逐位相加。另一种方法是把这 14 行的 16 位数据两行两行地相加(即二进制反码求和)

我们这里使用后一种方法，这里要相加 13 次。

第 1 行和 第 2 行相加，得 10100001 01111011

再和第 3 行相加，得 1 01001100 011111110。请注意，最左边(最高位)的 1 是进位得到的 1，这要和最低位相加。因此和第 3 行相加后，得 01001100 01111111。最低位的 1 就是由最高位的进位得到的。这叫做 “回卷”。

再和第 4 行相加，得 01011010 10001010。

再和第 5 行相加，得 01011010 10011011。

再和第 6 行相加，得 01011010 10101010。

再和第 7 行相加，得 01011110 11101001。

再和第 8 行相加，得 01011110 11110110。

再和第 9 行相加，得 01011111 00000101。

第 10 行是全 0，不用再计算相加。

再和第 11 行相加，得 10110011 01001010。

再和第 12 行相加，得 00000110 10011111。这里的最低位的 1 由最高位的进位回卷得到的。

再和第 13 行相加，得 01001111 11101101。

再和第 14 行相加，得 10010110 11101101。这就是二进制反码求和的结果。把这个结果求反码(1 换成 0 而 0 换成 1)，得出：01101001 00010010。这就是应当写在检验和字段的数。和书上给出的结果是一致的。

UDP 用户数据报传送到接收端后，再进行检验和计算。这就是把收到的 UDP 用户数据报连同伪首部(以及可能的填充全零字节)一起，按二进制反码求这些 16 位字的和。当无差错时其结果应当全 1。否则就表明有差错出现，接收方就应丢弃这个 UDP 用户数据报(也可以上交应用层，但附上出现差错的警告)。

三、相关代码 ↶

简易实现：

def checkBits(raw_data, bits):

# 检查原来的数据是否满足 bits 位

for (a, b) in enumerate(raw_data):

if len(b) != bits:

print("NO.{}: {}".format(a+1, b))

return False

return True

def format_print(string, bits):

# 对按bits字符串切片，加空格

length = len(string)

new_list = []

for i in range(bits, length+1, bits):

new_list.append(string[i-bits:i])

remain = length % bits

if remain != 0:

new_list.append(string[-remain:])

return ' '.join(new_list)

class Binary_complement_sum():

def __init__(self, raw_bits, bits):

self.raw_bits = raw_bits

self.bits = bits

self.total = ''

self.inv_dict = {'0': '1',

'1': '0'}

def calculate(self):

# 用二进制反码求和的方法加起来

total = self.raw_bits[0]

for i in self.raw_bits[1:]:

total = str(bin(int(total, 2) + int(i, 2)))[2:]

if len(total) > self.bits:

total = str(bin(int(total[-self.bits:], 2) + 1))[2:]

self.total = total

return total

def inverse(self):

# 求它的反码

inv_code = ''

for i in self.total:

inv_code += self.inv_dict[i]

return inv_code

if __name__ == '__main__':

raw_data = ['1001100100010011',

'0000100001101000',

'1010101100000011',

'0000111000001011',

'0000000000010001',

'0000000000001111',

'0000010000111111',

'0000000000001101',

'0000000000001111',

'0000000000000000',

'0101010001000101',

'0101001101010100',

'0100100101001110',

'0100011100000000']

bits = 16

# 检查位数是否满足 bit 位

if checkBits(raw_data, bits):

bin_com_sum = Binary_complement_sum(raw_data, bits)

total = bin_com_sum.calculate()

inv_code = bin_com_sum.inverse()

print("二进制反码运算求和：{}".format(format_print(total, 8)))

print("将得出的结果求反码：{}".format(format_print(inv_code, 8)))

else:

print("请检查原始数据是否输入正确！")

四、结果展示 ↶

①

raw_data = ['1001100100010011',

'0000100001101000',

'1010101100000011',

'0000111000001011',

'0000000000010001',

'0000000000001111',

'0000010000111111',

'0000000000001101',

'0000000000001111',

'0000000000000000',

'0101010001000101',

'0101001101010100',

'0100100101001110',

'0100011100000000']

结果：

# 上面例子的检验

二进制反码运算求和：10010110 11101101

将得出的结果求反码：01101001 00010010

>>>

②

raw_data = ['1001100100010010',

'0000100001101001',

'1010101100000010',

'0000111000001010',

'0000000000010001',

'0000000000001111',

'0000010000111111',

'0000000000001101',

'0000000000001111',

'0000000000000000',

'0101010001000101',

'0101001101010100',

'0100100101001111',

'0100011100000000']

结果：

二进制反码运算求和：10010110 11101100

将得出的结果求反码：01101001 00010011

>>>

例题来自：二进制反码求和举例

五、心得总结 ↶

实验的例子太少，导致没办法验证代码的可靠性。但是用教材上的例子实验，结果表明没有问题。通过对题目解答的了解和阅读，按二进制反码求和开始懂一些了。边学变练，记得才牢。好记性不如烂笔头。ヾ(◍°∇°◍)ﾉﾞ 加油吧

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Fin.