2022年2022年计算机网络课设--------判断一个IP地址是否合法,并判断该地址是否属于一个给定子网 .pdf

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1、沈阳理工大学课程设计专用纸Noi 沈阳理工大学目录1 课程设计目的 . 1 2 课程设计要求 . 错误！未定义书签。3 相关知识 . 1 4 课程设计分析 . 3 41程序大致设计过程. 3 42实验流程图 . 错误！未定义书签。5 程序代码 . 错误！未定义书签。6 运行结果与分析. 错误！未定义书签。1 7 参考文献 . 错误！未定义书签。2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No1

2、 沈阳理工大学1课程设计目的本设计要求编写程序，判断一个IP 地址是否合法，并判断该地址是否属于一个给定子网。从而考察读者是否对IP 地址概念及其子网划分有非常清楚的认识。2 课程设计的要求根据介绍的 IP 地址与子网划分的知识，编写程序判断IP 地址的合法性及所属子网。(1) 以命令行形式运行IPAddress subnet_address/mask ip_address 其中，IPAddress 为程序名， subnet_address 为子网地址， mask为掩码，ip_address为 IP 地址。(2) 输入内容： IP 地址、子网地址与掩码是否合法，以及IP 地址是否属于子网。3

3、相关知识1. IP 地址相关概念所谓 IP 地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit 地址。按照 TCP/IP（Transport Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/Internet协议）协议规定， IP 地址用二进制来表示，每个IP 地址长32bit ，比特换算成字节，就是4 个字节。例如一个采用二进制形式的IP 地址是“00001010000000000000000000000001 ” ，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用， IP 地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“”分开不同的字节。于

4、是，上面的 IP 地址可以表示为“ 10001” 。IP 地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比 1 和 0 容易记忆得多。大型的互连网络中应该有一个全局的地址系统，它能够给连接到互联网的每一台主机或者路由器分配一个唯一的全局地址。TCP/IP 协议的网络层使用的地址标识符叫做IP 地址，IPv4 中 IP 地址是一个 32位的二进制地址。 网络中的每一台主机或者路由器至少有一个 IP 地址，在 Internet中不允许有两个设备具有相同的IP 地址。如果一台主机或者路由器连接到两个或多个物理网络，那么它可以拥有两个或多个IP 地址。IP 地址采用分层结构，由网络号与主机号两部分组

5、成（如下图1 所示）：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No2 沈阳理工大学网络号主机号图 1 IP 地址长度为 32 位，用点分十进制表示，格式为. . . ，每个为 8 位，每个的值为 0255（例如 202.113.29.119 ）。根据不同的取值范围， IP 地址可以分为五类，IP 地址中的前 5 位用于标识 IP 地址的类别，具体的分类规则如下：A类地址的第一位为0。B类地址的

6、前两位为10 . C类地址的前三位为110。D类地址的前四位为1110。E类地址的前五位为11110。五类 IP 地址的结构如下图2 所示；0 网络号（ 7 位）主机号（ 24 位）10 网络号（ 14 位）主机号（ 16 位）110 网络号（ 21 位）主机号（ 8 位）1110 组播地址（ 28 位）11110 保留用于课程设计和将来使用图 2 A类 IP 地址结构适合用于有大量主机的大型网络。由于主机号长度为24 位，因此每个 A类网络的主机 IP 数理论上为 224=16777216。B 类 IP 地址适合用于一些国际性大公司与政府机构等中等大小的组织。由于网络IP长度为 14 位，因

7、此允许有 214=16384个不同的 B类网络，实际允许连接16382个网络。C类 IP 地址适合用于一些小公司与普通的研究机构。2子网的划分划分子网实际上就是在IP 地址系统中增加一个层次。三级IP 地址的表示方法为netID-subnet ID-host ID。第一级网络号定义了网点的位置；第二级子网号定义了物理子网；第三级主机号定义了主机和路由器到物理网络的连接。三级层次的IP 地址，一个IP 分组的路由器的过程分为三步：第一步将分组转发给网点，第二步转发给物理子网，第三步转发给确切的主机。当三级层次的 IP 地址提出后，一个很显示的问题是：如何从一个IP 地址提取出子网名师资料总结 -

8、 - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No3 沈阳理工大学号。因此，提出了子网掩码（subnet mask ）的概念。子网掩码有时也叫做子网掩码。子网掩码表示方法：网络号与子网号置1，主机号置 0。4课程设计分析41 程序大致设计过程：1. 分别判断子网号、掩码和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，才调用判定“IP 地址是否为子网成员”的函数。该函数同时判别子网号与掩码是否匹配，子

9、网号为全0 或全 1，主机号为全 0、全 1. 42 实验流程图如下： 1.主流程图图 3 主流程图Y N Y Y Y N N N 开始子网是否合法Ip 地址是否属于子网结束掩码是否合法ip 地址是否合法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No4 沈阳理工大学2. 验证 ip 地址合法性流程图图 4 验证 ip 地址合法性流程图3 验证子网掩码合法性流程图图 5 验证子网掩码合法性流程图Y

10、 N 开始结束用正则表达式判断是否合法输入 ip 地址Y N 开始结束用正则表达式判断是否合法输入子网掩码名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No5 沈阳理工大学5 程序代码#include #include #include #include /定义 ip 地址类class ipTest char ip15; char subnetPlusMask18; char subnet10; c

11、har TempIp15; char TempSub10; int mask; bool maskIsValid; public: ipTest(char*,char*); ipTest(); bool NoIllegalChar(char*); bool ipIsValid(char*); bool subnetIsValid(char*); void belong(); void print(); ; void main(int argc,char* argv) / 检查输入命令格式if(argc!=3) cout18) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

12、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No6 沈阳理工大学 cout15) coutIp Address is too long!; return; /实例化 ipTest 类 ipTest test(argv1,argv2); test.print(); /IP地址类构造函数 ipTest:ipTest(char* subnetPlusMask,char*ip) maskIsValid=true; char temp2; /将1 前的字符复制到 subne

13、t 中 int smLen=strlen(subnetPlusMask); for(int i=0;isubneti=subnetPlusMaski; this-TempSubi=subnetPlusMaski; subneti=0; TempSubi=0; / 初始化if(i=smLen-2) temp0=subnetPlusMaski+1; if(!isdigit(temp0) maskIsValid=false; else if(i=smLen-3) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

14、 - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No7 沈阳理工大学 temp0=subnetPlusMaski+1; temp1=subnetPlusMaski+2; if(!(isdigit(temp0)&isdigit(temp1) maskIsValid=false; mask=atoi(temp); if(mask32) maskIsValid=false; else maskIsValid=false; / 为 subnetPlusMask 与 ip 赋值strcpy(this-subnetPlusMask,subnetPl

15、usMask); strcpy(this-ip,ip); strcpy(this-TempIp,ip); / 调用判别函数并输出结果void ipTest:print() bool subIsV=subnetIsValid(TempSub); bool ipIsV=ipIsValid(TempIp); / 判断子网是否合法if(!subIsV) coutSubnet is invalidendl; else coutValid subnet:subnetendl; / 判断掩码是否合法if(!maskIsValid) coutMask is invalidendl; else coutVali

16、d mask:maskendl; / 判断是否 IP 地址合法if(ipIsV) coutIP adress is invalidendl; else coutValid ip address:endl; / 判断 IP 地址是否属于子网if(subIsV&ipIsV&maskIsValid) belong(); / 判断是否含有非数字字符名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No8 沈阳理

17、工大学bool ipTest:NoIllegalChar(char* ch) unsigned int i; unsigned int k=0; / 判断每位是否为数字字符for(i=0;istrlen(ch);i+) if(isdigit(*(ch+i)=0) return false; return true; / 判断 IP 地址是否合法bool ipTest:ipIsValid(char* ip) char ch=.; char *token,*dot4; int iplen=0; / 以. 标志将字符串按节分开/ 以. 标志将 IP 字符串按节分开token=strtok(ip,ch

18、); while(token!=NULL) dotiplen=token; iplen+; token=strtok(NULL,ch); / 判断 IP 地址的段数if(iplen!=4) return false; / 有非法字符或某段值非法for(int i=0;i255) return false; return false; /判断子网是否合法 bool ipTest:subnetIsValid(char*subnet) /调用判别地址合法性函数 if(!ipIsValid(subnet) return false; return true; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

19、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No9 沈阳理工大学/ 判断 IP 地址是否为子网成员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;

20、i+) /temp数组中放 .间的串if(subneti!=.) tempj+=subneti; else subA3-t=atoi(temp); j=0; t+; temp0=temp1=temp2=0; subA0=atoi(temp); temp0=temp1=temp2=0; iSubA=*(unsigned int*)subA; for(i=0,j=0;iipLen;i+) if(ipi!=.) tempj+=ipi; else ipA3-t=atoi(temp); j=0; t+; temp0=temp1=temp2=0; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

21、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No10 沈阳理工大学 ipA0=atoi(temp); iIPA=*(unsigned int*)ipA; / 获得掩码子网号与掩码不匹配iMask=0 xffffffff; iMask=(32-mask); / 子网号与掩码不匹配if(iSubA|iMask)!=iMask) coutSubnet and mask not match!; return; / 子网号为全 1 if(iSubAiMask)=

22、0) coutSubnet is all 1!; return; / 子网号为全 0 if(iSubA&iMask)=0) coutSubnet is all 0!; return; /IP地址与子网号比较if(iSubA)=(iIPA&iMask) /IP地址全为 1 if(iSubA|iMask)=0 xffffffff) coutIp address is all 1!; return; /IP地址全为 0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页

23、 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No11 沈阳理工大学if(iSubA|iMask)=iMask) coutIp address is all 0!; return; /IP地址属于子网coutip belong to subnetPlusMaskendl; return; else coutip not belong to subnetPlusMaskendl; 6. 运行结果与分析分析：本题需要在另外下载一个IP 地址捕捉器， 在有网的情况下才能获得IP地址，程序才能进行。程序流程分析： 先分别判断子网号、 掩码和 IP 地址的基本格式是否合法。如果三者的基

24、本格式都合法，才调用判定“IP 地址是否为子网成员”的函数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 沈阳理工大学课程设计专用纸No12 沈阳理工大学该函数同时判别子网号与掩码是否匹配，子网号为全 0 或全 1， 主机号为全 0、全 1。7.参考文献1 谢希仁 编著. 计算机网络（第 5 版） . 北京：电子工业出版社，20082 吴宜功吴英 编著. 计算机网络课程设计（第 2 版）. 北京: 机械工业出版社，2012 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -