IP地址的合法性及子網(wǎng)判斷Word版

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計報告題 目： IP地址的合法性及子網(wǎng)判斷 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 同組姓名: 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 指導(dǎo)老師意見：評定成績： 簽名： 日期： 年 月 日 傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！目錄一、課程設(shè)計目的和意義111設(shè)計目的112設(shè)計的意義1二、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求2三、課程設(shè)計的相關(guān)技術(shù)33.1 課程設(shè)計的運行環(huán)境33.2 IP地址相關(guān)概念和知識的回顧。33.3 特殊的IP地址形式43.4 子網(wǎng)的劃分5四、課程設(shè)計過程641程序大致設(shè)計過程：642實驗流程圖6五、部分程序運行結(jié)果9六、

2、課程設(shè)計小結(jié)11七、參考文獻(xiàn)12附錄一：源代碼12傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！一、課程設(shè)計目的和意義 11設(shè)計目的通過計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計,讓我們學(xué)會處理幾種常用計算機網(wǎng)絡(luò)問題的基本處理方法,掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本原理,使我們在面對不斷變化的技術(shù)時,具有跟蹤,學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)與能力。掌握IP地址的分類，準(zhǔn)確理解子網(wǎng)、掩碼的概念，確切地明了IP地址的合法格式。并判斷該地址是否屬于一個給定的子網(wǎng)。具體而言,關(guān)于”IP地址的合法性及子網(wǎng)判斷”課程設(shè)計題目的目的是:用C/C+語言編寫程序,以判斷一個IP地址是否合法,并判斷該地址是否屬于一個給定的子網(wǎng).從而能夠考察我們對IP地址的概念,

3、各類IP地址的區(qū)分以及子網(wǎng)劃分的理解和掌握程度. 12設(shè)計的意義1、有利于基礎(chǔ)知識的理解通過計算機網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了一些信息時代生存與發(fā)展必需的信息技術(shù)基礎(chǔ)知識和基本技能，具備了在日常生活與學(xué)習(xí)中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的基本態(tài)度與基本能力。讓學(xué)生接觸了程度設(shè)計，就能真正理解，從而進一步打破計算機的神秘感。2、有利于邏輯思維的鍛煉程序設(shè)計是公認(rèn)的、最能直接有效地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)分析問題、解決問題能力的學(xué)科之一。即使一個簡單的程序，從任務(wù)分析、確定算法、界面布局、編寫代碼到調(diào)試運行，整個過程學(xué)生都需要有條理地構(gòu)思，這中間有猜測設(shè)想、判斷推理的抽象思維訓(xùn)練，也有分析問題、解決問題、預(yù)測目標(biāo)

4、等能力的培養(yǎng)。3、有利于與其他學(xué)科的整合在程序設(shè)計中，我們可以解決其它學(xué)科有關(guān)問題，也利用其它課程的有關(guān)知識來解決信息技術(shù)中比較抽象很難理解的知識。在信息技術(shù)課中整合其它學(xué)科的知識，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢。 4、有利于治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。程序設(shè)計中，語句的語法和常量變量的定義都有嚴(yán)格的要求，有時輸了一個中文標(biāo)點、打錯了一個字母，編譯就不通過，程序無法正常運行。因此，學(xué)生經(jīng)常會犯這樣的錯誤，可能要通過幾次乃至十多次的反復(fù)修改、調(diào)試，才能成功，但這種現(xiàn)象會隨著學(xué)習(xí)的深入而慢慢改觀。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！有助于嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、一絲不茍的科學(xué)精神的培養(yǎng)，以及不怕失敗、百折不撓品格的鍛

5、煉。二、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求在掌握IP地址的表示方法以及子網(wǎng)劃分方法的基礎(chǔ)上，并以計算機網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于IP地址的相關(guān)理論知識為基石，運用C/C+語言按如下要求完成程序。（1） 命令行格式：ip_test subnet/mask ip_addr其中，ip_test為程序名；subnet為子網(wǎng)號；mask是一個整型數(shù)值，代表子網(wǎng)掩碼連續(xù)1的個數(shù)；ip_addr表示要測試的IP地址。比如說，要測試的IP地址為202.113.16.10,子網(wǎng)號碼是202.113.16.0,子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0,則命令行為ip_test202.113.16.0/24 202.113.16.10。（因為255

6、.255.255.0是連續(xù)的24個1，所以用24表示）（2） 判斷subnet和ip_addr的合法性。在判斷IP地址合法性時要自行編寫代碼，不要使用任何inet函數(shù)。判斷時要考慮各種情況，全面分析問題。例如以下IP地址均不合法：123.2.1123.23$.2.1123.2345.2.1123.23.45.1（3）判斷掩碼的合法性。譬如說mask的值為負(fù)數(shù)或者大與32，這時輸入的掩碼就不合法。（3） 在IP地址合法，掩碼合法以及子網(wǎng)號也合法的前提下，判斷ip_addr是否屬于subnet。（4） 輸出命令行中的ip是否合法，掩碼是否合法，子網(wǎng)號碼是否合法（可適當(dāng)給出不合法的原因）以及ip_a

7、ddr是否屬于子網(wǎng)subnet。（5） 還可以判斷子網(wǎng)號，主機號全0，全1問題。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！三、課程設(shè)計的相關(guān)技術(shù)3.1 課程設(shè)計的運行環(huán)境C+是一種使用非常廣泛的計算機編程語言。C+是一種靜態(tài)數(shù)據(jù)類型檢查的、支持多重編程范式的通用程序設(shè)計語言。它支持過程化程序設(shè)計、數(shù)據(jù)抽象、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、制作圖標(biāo)等等泛型程序設(shè)計等多種程序設(shè)計風(fēng)格. 本程序在Windows環(huán)境下利用C+語言編寫，Microsoft Visual Studio 6.0進行編譯。Visual Studio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，Visual Studio可以用來創(chuàng)建Windows平

8、臺下的Windows應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和office插件。3.2 IP地址相關(guān)概念和知識的回顧。大型的互連網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該有一個全局的地址系統(tǒng)，它能夠給連接到互聯(lián)網(wǎng)的每一臺主機或者路由器分配一個唯一的全局地址。TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層使用的地址標(biāo)識符叫做IP地址，IPv4中IP地址是一個32位的二進制地址。網(wǎng)絡(luò)中的每一臺主機或者路由器至少有一個IP地址，在Internet中不允許有兩個設(shè)備具有相同的IP地址。如果一臺主機或者路由器連接到兩個或多個物理網(wǎng)絡(luò)，那么它可以擁有兩個或多個IP地址。IP地址采用分層結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)絡(luò)號與主機號兩部分組成（如下圖所示）：網(wǎng)

9、絡(luò)號主機號IP地址長度為32位，用點分十進制表示，格式為.，每個為8位，每個的值為0255（例如202.113.29.119）。根據(jù)不同的取值范圍，IP地址可以分為五類，IP地址中的前5位用于標(biāo)識IP地址的類別，具體的分類規(guī)則如下：A類地址的第一位為0。B類地址的前兩位為10 .C類地址的前三位為110。D類地址的前四位為1110。E類地址的前五位為11110。五類IP地址的結(jié)構(gòu)如下所示；傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！0網(wǎng)絡(luò)號（7位）主機號（24位）10網(wǎng)絡(luò)號（14位）主機號（16位）110網(wǎng)絡(luò)號（21位）主機號（8位）1110組播地址（28位）11110保留用于課程設(shè)

10、計和將來使用A類IP地址結(jié)構(gòu)適合用于有大量主機的大型網(wǎng)絡(luò)。由于主機號長度為24位，因此每個A類網(wǎng)絡(luò)的主機IP數(shù)理論上為224=16777216。B類IP地址適合用于一些國際性大公司與政府機構(gòu)等中等大小的組織。由于網(wǎng)絡(luò)IP長度為14位，因此允許有214=16384個不同的B類網(wǎng)絡(luò)，實際允許連接16382個網(wǎng)絡(luò)。C類IP地址適合用于一些小公司與普通的研究機構(gòu)。 3.3 特殊的IP地址形式（1） 直接廣播地址A類，B類，C類IP地址中主機號全1的地址稱為直接廣播地址，用來使路由器將一個分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機。直接廣播地址只能作為分組中的目的地址。物理網(wǎng)絡(luò)采用的是點點傳輸方式，分組廣

11、播需要通過軟件來實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)號主機號全1（2）受限廣播地址網(wǎng)絡(luò)號與主機號的32位全位1的地址為受限廣播地址，用來將一個分組以廣播方式發(fā)送給本網(wǎng)的所有主機。本網(wǎng)的所有主機將接受該分組，路由器則阻擋該分組通過。全1（3） “這個網(wǎng)絡(luò)上的這臺主機”地址全0（4）“這個網(wǎng)絡(luò)上的特定主機”地址主機或路由器向本網(wǎng)絡(luò)上的某個特定的主機發(fā)送分組，網(wǎng)絡(luò)號部分為全0，主機號為確定的值。這樣的分組被相知在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！網(wǎng)絡(luò)號全0主機號（5）回送地址回送地址用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試和本地進程見通信。TCP/IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號為127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上；主機和路由器不能

12、為該地址廣播任何尋址信息。127任意值（通常取1） 3.4 子網(wǎng)的劃分人們在早期設(shè)計與建設(shè)ARPAnet是，沒有預(yù)料到網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度如此之快，應(yīng)用范圍如此之廣。當(dāng)時個人計算機與局域網(wǎng)尚未出現(xiàn)。所以，研究者在設(shè)計Internet地址的編址方案時，主要是針對大型互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。設(shè)計IP地址的最初目的是希望每個IP得志都能唯一地、確定地識別一個網(wǎng)絡(luò)與一臺主機，但是這種方法同時也存在著兩個主要的問題，即IP地址的有效利用率和路由器的工作效率。為了解決這個問題，人們提出了子網(wǎng)（subnet）和超網(wǎng)（supernet）的概念。子網(wǎng)就是一個大的網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個較小的網(wǎng)絡(luò)，而每一個小網(wǎng)絡(luò)都是其自己的地址。超網(wǎng)就

13、是將一個組織所屬的幾個C類網(wǎng)絡(luò)合并成為一個更大地址范圍的邏輯網(wǎng)絡(luò)。劃分子網(wǎng)實際上就是在IP地址系統(tǒng)中增加一個層次。三級IP地址的表示方法為netID-subnet ID-host ID。第一級網(wǎng)絡(luò)號定義了網(wǎng)點的位置；第二級子網(wǎng)號定義了物理子網(wǎng)；第三級主機號定義了主機和路由器到物理網(wǎng)絡(luò)的連接。三級層次的IP地址，一個IP分組的路由器的過程分為三步：第一步將分組轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)點，第二步轉(zhuǎn)發(fā)給物理子網(wǎng)，第三步轉(zhuǎn)發(fā)給確切的主機。當(dāng)三級層次的IP地址提出后，一個很顯示的問題是：如何從一個IP地址提取出子網(wǎng)號。因此，提出了子網(wǎng)掩碼（subnet mask）的概念。子網(wǎng)掩碼有時也叫做子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼表示方法：網(wǎng)

14、絡(luò)號與子網(wǎng)號置1，主機號置0。如判斷某一IP地址是否屬于某一子網(wǎng)呢？只需將二進制IP地址與子網(wǎng)掩碼按位進行“與”運算。若“與”運算所得值與給定子網(wǎng)地址一致，則說明該IP地址屬于給定的子網(wǎng)。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！四、課程設(shè)計過程41程序大致設(shè)計過程：1.分別判斷子網(wǎng)號、掩碼和IP地址的基本格式是否合法。2.如果三者的基本格式都合法，才調(diào)用判定“IP地址是否為子網(wǎng)成員”的函數(shù)。該函數(shù)同時判別子網(wǎng)號與掩碼是否匹配，子網(wǎng)號為全0或全1，主機號為全0、全1.42實驗流程圖如下： 1.主流程圖YNYYYNNN開始子網(wǎng)是否合法Ip地址是否屬于子網(wǎng)結(jié)束掩碼是否合法ip地址是否合

15、法圖31主流程圖2.驗證ip地址合法性流程圖傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！YN開始結(jié)束用正則表達(dá)式判斷是否合法輸入ip地址圖32驗證ip地址合法性流程圖3驗證子網(wǎng)掩碼合法性流程圖YN開始結(jié)束用正則表達(dá)式判斷是否合法輸入子網(wǎng)掩碼圖33驗證子網(wǎng)掩碼合法性流程圖 4驗證ip是否屬于某個子網(wǎng)流程圖:傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！YN開始結(jié)束結(jié)果與子網(wǎng)比較拆分ip地址與子網(wǎng)掩碼拆分ip地址和子網(wǎng)掩碼進行與運算輸入ip地址，子網(wǎng)掩碼和子網(wǎng)地址圖34驗證ip是否屬于某個子網(wǎng)流程圖五、部分程序運行結(jié)果程序主要運行界面： 1）測試格式是否為三段格式如圖： 分析：程

16、序要求是“程序名 子網(wǎng)號/掩碼 ip地址”格式而這里只有兩端造成參數(shù)不匹配，出錯！傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 分析：雖然格式是三段、子網(wǎng)號無效且掩碼是零，其IP地址還是合法的！2）簡單判斷子網(wǎng)號及掩碼長度是否超出范圍如圖： 分析：因為程序里設(shè)置的子網(wǎng)號和掩碼字符串長度最多是18個字符而這里有20個字符大于18，所以出錯！ 分析：程序中的IP地址字符串最長只有15個而程序中有17個字符大于15個，所以出錯！3）測試Ip地址是否合法如圖： 分析：IP地址不符合格式要求！ 分析：IP地址段數(shù)不是四，所以出錯！ 4）測試子網(wǎng)號與掩碼是否匹配如圖： 分析：子網(wǎng)號轉(zhuǎn)換為二進制：

17、00000001 11000000 00000000 00000000 子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換成二進制：11111111 10000000 00000000 00000000 從以上可以看出子網(wǎng)號與子網(wǎng)掩碼不匹配與輸出結(jié)果是一樣的說明程序算法是正確的！傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ 分析：子網(wǎng)號轉(zhuǎn)換為二進制：00000001 10000000 00000000 00000000 子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換成二進制：11111111 10000000 00000000 00000000 從以上可以看出子網(wǎng)號與子網(wǎng)掩碼匹配與輸出結(jié)果是一樣的說明程序算法是正確的！ 5）測試子網(wǎng)號是否全零或全一如圖：

18、六、課程設(shè)計小結(jié)這次課程設(shè)計，感觸頗深！課程設(shè)計是學(xué)生考試前最后一個重要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程。經(jīng)過這次課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，經(jīng)過自學(xué)以及向同學(xué)們學(xué)習(xí)才得以完成這次課程設(shè)計。此次課程設(shè)計任務(wù)是寫一個判斷ip地址的合法性和判斷這個ip地址是否為某一個子網(wǎng)?；艘惶於鄷r間才完成了程序的編寫，總體上說收獲很大，程序雖然是已經(jīng)學(xué)過的，不過是應(yīng)用一下而已，但是還是遇到了一些問題。收獲最大的地方是關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò)的知識，這次課程設(shè)計，讓我明白了ip地址和子網(wǎng)掩碼的關(guān)系，同時也明白了子網(wǎng)的劃分。在這一周的時間里，我通過這次的課程設(shè)計加強了自己掌握和理解計算機網(wǎng)絡(luò)理論原理的能力，

19、培養(yǎng)了自己的實際動手能力與綜合設(shè)計能力，并提高了自己的技術(shù)素質(zhì)。課程設(shè)計一向是我比較喜歡的實踐項目，因為從中會學(xué)到許多東西，既檢驗了我們前段時間理論知識的學(xué)習(xí)效果，又鍛煉了我的動手實踐能力。課程設(shè)計為我們提供了一個既動手又動腦,獨立參加實踐的好機會,要求我們將理論知識和實際情況有機地結(jié)合起來,鍛煉我們的分析問題,解決實際問題的能力,提高我們適應(yīng)實際,實踐的能力;它也要求我們綜合運用所學(xué)的計算機網(wǎng)絡(luò)知識來解決有一定難度的問題,從而提高了我們對知識的綜合運用能力,加深對知識間的融會貫通和聯(lián)系的理解。實驗報告有點難搞，好多東西都要一點一點的敲上去，很是辛苦。不過搞好了也是件值得開心的事。對我而言，知

20、識上的收獲很重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！希望以后還會有這樣的機會鍛煉自己。也希望老師們能多為學(xué)生們提供類似的機會，只有這樣的鍛煉機會多了，才能不斷提高我們的動手實踐能力.傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！七、參考文獻(xiàn) 張堯?qū)W；計算機網(wǎng)絡(luò)與Internet教程； 北京：清華大學(xué)出版社 吳功宣；計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計； 北京: 機械工業(yè)出版社附錄一：源代碼#include #include #include #include #include #include #include #include #in

21、clude #include #pragma comment(lib,ws2_32.lib)/類結(jié)構(gòu)class ipTestpublic:char ip15;char subnetPlusMask18;char subnet18;char TempIp15;l maskIsValid;int mask;char Tempsub18;傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！ ipTest(char *,char *);ipTest();bool NoIllegalChar(char *); /非法字符的判斷bool ipIsValid(char *); /判斷IP地址是否合法boo

22、l subnetIsValid(char *); /判斷子網(wǎng)號是否合法void belong(); /判斷IP是否為子網(wǎng)成員print(); /主函數(shù)void main(int argc,char * argv)if(argc!=3) /判斷參數(shù)格式化是否正確couterrorendlformat shoud be:ip_test subnet/mask ip18) /先判斷最簡單的錯誤，長度是否超出cout15)coutip is too long;return;ipTest test(argv1,argv2); /實例話ipTest類test.print(); /完成相應(yīng)判別并輸出結(jié)果/構(gòu)

23、造函數(shù)ipTest:ipTest( char* subnetPlusMask, char *ip)maskIsValid=true;傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！char temp2;/把/前的字符復(fù)制到subnet字符數(shù)組中int smLen=strlen(subnetPlusMask);for( int i=0; isubneti=subnetPlusMaski;this-Tempsubi=subnetPlusMaski;subneti=0;Tempsubi=0;if(i=smLen-2) /初始化mask和maskIsVslidif(i=smLen-2)temp0

24、=subnetPlusMaski+1;if( !isdigit(temp0) )maskIsValid = false;else if( i = smLen-3 ) temp0=subnetPlusMaski+1;temp1=subnetPlusMaski+2;if( !(isdigit(temp0)&isdigit(temp1) )maskIsValid=false;mask = atoi(temp);if( mask 32)maskIsValid = false;elsemaskIsValid=false;strcpy( this-subnetPlusMask, subnetPlusMas

25、k);strcpy( this-ip, ip );strcpy( this-TempIp, ip );傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！/調(diào)用判別函數(shù)，并輸出結(jié)果ipTest:print()bool subIsV=subnetIsValid(Tempsub);bool ipIsV=ipIsValid(TempIp);if(!subIsV)coutsubnet is invalid ! endl;elsecoutvalid subnet: subnetendl;if(!maskIsValid)coutmask is invalid!endl;elsecoutvalid mas

26、k:maskendl;if(!ipIsV)coutip is invalid!endl;elsecoutvalid ip:ipendl;/判斷IP是否belong subnetif(subIsV&ipIsV&maskIsValid)belong();/子函數(shù)，判斷輸入是否含有非數(shù)字字符bool ipTest:NoIllegalChar(char *ch)unsigned int i,k=0;for(i=0;istrlen(ch);i+)if(isdigit(*(ch+i)=0)return false;return true;傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！/判別IP地址

27、是否合法bool ipTest:ipIsValid(char * ip)char ch= .; char *token,*dot4;int iplen=0;token=strtok(ip,ch); /以.標(biāo)志將IP字符串按節(jié)分開while(token!=NULL) /循環(huán)進行，知道結(jié)束dotiplen=token; /將分開的每段賦值給dotiplen+;token= strtok(NULL,ch);if(iplen!=4)coutTempsubendl;return false; /段數(shù)不對for(int i=0;i255) /有非法字符或某段值非法return false;return t

28、rue;/判斷子網(wǎng)號是否合法bool ipTest:subnetIsValid(char* subnet)if( ! ipIsValid(subnet) /調(diào)用判別IP地址合法性的函數(shù)return false;return true;/判斷IP是否為子網(wǎng)成員，判斷子網(wǎng)號與掩碼是否匹配，以及子網(wǎng)號、主機號全0全1問題傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！void ipTest:belong()int subLen=strlen(subnet);int ipLen=strlen(ip);unsigned int iIPA,iSubA,iMask;unsigned char subA4,ipA4;char temp3;int i,j,t=0;for(i=0,j=0;isubLen;i+) /不用再檢錯if(subneti != .)tempj+=subn