[发明专利]基于数据包IP头压缩技术实现校验和计算的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别涉及数据包的IP头压缩技术领域，具体是指一种基于数据包IP头压缩技术实现校验和计算的方法。

背景技术

首先对IP头压缩算法进行介绍如下：

对于需要利用IP分组包在无线网上传送的业务而言，为了得到较好的频谱效率，需要利用一些头压缩算法。请参阅图1所示，对于IP/UDP/RTP组合的信息的大小至少为40字节，而IP语音业务的净载荷可能只有大约20字节甚至更少。RFC2507是对IP头压缩算法的描述，典型的UDP包头或TCP报文头可以被压缩至4-7个字节大小，这其中还包括了2个字节的UDP校验和或TCP校验和。再如，在没有UDP检验和的情况下，RFC2508对40字节的IPv4/UDP/RTP头能压缩到2个字节。那么，为什么能对IP头进行压缩呢？因为IP头中的很多字段是固定不变或者是很少变化的，这些字段可以不发送或者少发送，从而达到压缩的效果。请参阅图2所示，其为头压缩算法工作的示意图。

其中包括压缩器上下文(Compressor Context)和解压器上下文(Decompressor Context)。它们包含了比较完整的IP头信息，压缩器利用压缩器上下文压缩IP包，解压器上下文利用解压器上下文把压缩包还原成IP包。它们分别是用于压缩和解压的参考。拥有相似上下文的IP数据包称为一个流。

关于IP头压缩的具体技术细节，可以参阅以下技术文献：

(1)RFC2507——IP Header Compression，IP头压缩协议。

(2)RFC2508——Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial Links，低速串行链路上的IP/UDP/RTP头压缩协议。

对于IP首部检验和介绍如下

IP首部格式请参阅图3所示。其中：

●Version——版本，占4比特，指IP协议的版本，目前广泛使用的IP协议版本号为4(即IPv4)。

●IHL——首部长度，占4比特，表示IP头首部的长度，单位是4个字节。

●TOS——服务类型，占8比特，表示该IP数据包所需要的服务质量。

●Total Length——总长度：占16比特，表示该IP数据包的总长度，单位是一个字节。

●Identification——标识，占16比特，一个计数器，用来产生数据包的标识。

●Flags——标志，占3比特，用于指示该数据包能否分片等。Fragment Offset：片偏移，占13比特，指示该分片在原IP包中的位置。

●TTL——生存时间，占8比特，表示数据包在网络中可通过的路由器数的最大值。

●Protocol——协议，占8比特，表示IP头所封装的数据包所使用的协议，如图1中IP头中的协议字段值为17，表示IP头封装的是UDP包。

●Header Checksum——首部校验和，占16比特，校验和的范围是IP首部。

●Source IP Address——源IP地址，占32比特。

●Destination IP Address——目的IP地址，占32比特。

●Option和Padding——选项和填充，长度可变，用于增强IP头的功能，但事实上很少被使用。

IP首部校验和不采用CRC校验码而是通过一种简单的计算方法：在数据发送端先将IP首部划分成许多16比特的序列，将首部校验和字段(Header Checksum)置零。用反码算术运算将所有16比特字相加，得到的和写入检验和字段。在接收端，将首部的所有16比特字再使用反码算术运算相加一次，将结果取反码。若首部未发送变化，则结果必为零。否则，认为此首部在传输过程中出差错。

下面介绍UDP、TCP的校验和：

UDP计算校验和的方法和计算IP数据报首部检验和的方法相似，但是UDP的检验和是将伪首部、UDP首部和UDP数据部分一起计算。伪首部包括源IP地址，目的IP地址，一个全零字节，IP协议字段(17)和UDP长度字段共12个字节。在计算检验和之前，要把UDP检验和字段置为全零。

TCP检验和的产生与UDP检验和是一样的，只是把伪首部的IP协议字段改为6(TCP协议号)，将UDP长度改为TCP长度。请参阅图4所示，其中是UDP首部的结构。其中：

●UDP Source Port——UDP源端口号，占16比特，用于标识发送该UDP数据包应用程序。