关于Linux内核TCP校验和与skb字段及校验更新逻辑的技术问询

我在tc-ingress eBPF程序中修改了一个即将被路由送出主机的数据包，具体是通过bpf_skb_adjust_room/ctx_adjust_hroom添加自定义TCP选项来扩展数据包。

内核中会在上述函数内部调用以下代码：

static inline void __skb_reset_checksum_unnecessary(struct sk_buff *skb)
{
    if (skb->ip_summed == CHECKSUM_UNNECESSARY) {
        skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
        skb->csum_level = 0;
    }
}

我观察到一个现象：即使我手动将TCP头的校验和字段设为0或随机值，Linux内核后续也会自动把它更新为正确的值。补充说明：我使用的是Cilium K8S CNI中的bpf_lxc。

疑问 #

1. skb->csum与TCP头的校验和字段之间是什么关系？
2. Linux内核会在哪个位置修改TCP校验和字段？ip_summed = CHECKSUM_NONE是否参与此过程？

1. skb->csum与TCP头校验和字段的关系 #

• skb->csum是sk_buff结构体中的部分校验和缓存字段，主要用于存储伪头部+TCP头部/数据的累加和，目的是避免重复计算校验和，提升内核处理性能。
• TCP头的校验和字段是最终符合TCP协议规范的校验和值，它本质上是skb->csum的补码（经过进位处理后）。
• 不同ip_summed状态下两者的关联不同：
  • 当ip_summed为CHECKSUM_COMPLETE时，skb->csum代表整个TCP段（伪头+头部+数据）的校验和，内核只需取其补码就能得到TCP头的校验和字段值；
  • 当ip_summed为CHECKSUM_NONE时，内核会忽略skb->csum，重新计算完整的TCP校验和，最终将结果写入TCP头的校验和字段。

2. 内核修改TCP校验和的位置及CHECKSUM_NONE的作用 #

• 内核通常在TCP发送路径的tcp_transmit_skb函数中处理校验和更新（具体位置可能因内核版本略有差异）。当准备发送TCP段时，内核会检查ip_summed标志：
  • 如果ip_summed为CHECKSUM_NONE，内核会调用tcp_checksum_complete等函数，重新计算包含伪头部、TCP头部和数据的完整校验和，然后将计算结果覆盖TCP头的校验和字段。
• ip_summed = CHECKSUM_NONE是触发内核重新计算校验和的关键条件：你提到的__skb_reset_checksum_unnecessary函数将ip_summed从CHECKSUM_UNNECESSARY改为CHECKSUM_NONE，这直接告诉内核当前数据包的校验和不可靠，必须重新计算，这也是你观察到TCP校验和被自动修正的原因。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者yeyushengfan