计算机网络课程设计---IP地址的合法性及子网判断.docx

计算机网络课程设计四 川 理 工 学 院课 程 设 计 书学院 计算机学院 专业 计算科学与技术 班级 2009级5班 题目 ip地址的合法性及子网判断 教师 王非 何绍荣 陈超 学生 陶宁 于友为 吴小平 计算机科学与技术目录第一章概述11.1课程设计目的11.2 课程设计的要求1第二章 具体设计32.1设计思路32.2流程图如下：42.3核心源代码分析与说明9第三章 结果分析与总结183.1结果与分析183.2总结223.2参考文献24小组成员及分工： 陶宁：程序代码的编写、设计思路、算法设计、总结 于友为：程序流程图、资料收集、程序测试、算法设计、总结 吴小平：课题报告的书写、资料收集、算法设计、总结计算机网络课程设计第一章 概述1.1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，并判断该地址是否是属于一个给定的子网。从而考察读者是否对ip地址概念及子网划分有非常清楚的认识。1.2 课程设计的要求在掌握ip 地址的表示方法及指望划分方法的基础上，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为程序名；subnet为子网好；mask是一个数值，代表子网掩码连续1 的个数；ip_addr是要测试的ip地址。例如，要测试的ip地址为0，子网号为，子网掩码为，则没命令行为ip_test/24 0.（因为是连续的24个1，所以用24表示。）2) 判断subnet和ip_addr的合法性。在判断ip地址的合法性是要自行编写代码，不要用任何的inet函数。判断是要考虑全面，比如以下ip 的地址的合法性：123.2.1123.23￥.2.1.13) 判断掩码的合法性。4) 在ip地址合法的前提下，判断ip_addr是否属于子网subnet。5) 输入命令行中的ip是否合法，掩码是否合法（可适当给出不合法原因）以及ip_addr是否属于子网subnet。第二章 具体设计2.1设计思路根据以上的要求，并结合当前的所学的一些知识和技术，我们最终通过另一种方式来实现相同的功能，但代码更加优化，高效，方便用户的窗体程序。对于以上的要求，设计思路如下：1. 程序大致流程1) 分别判断子网号，掩码和ip地址的基本格式的合法性。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和掩码是否匹配，子网号为全0或全1，主机号为全0、全1。2. 核心代码及说明判断ip地址是否合法，才调用判定“ip地址是否为子网成员”的函数。该函数同时判断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1.3. 核心代码及说明1） 判断ip地址是否合法。 一般来说，我们先检查最明显的错误。例如，可以先判断ip中“.”的个数是否正确；接着，以“.”为标志将ip字符串按节分开；然后，看该ip是否为4段，再判断各节是否是0255间的整数。关于网络号、主机号全0全1等问题要在后面结合子网掩码一起判断。这里德关键是怎么样将ip字符串以“.”为标志按节分开，这要用到函数strtok（char * strtoken,const char * strdelimit）。第一个参数是给定的串，第二个参数是分隔符集合，该函数的功能就是以strdelimit中包含的任意字符为分隔符，在strtoken中寻找下一个token。每一次调用strtok后，都会在strtoken中插入一个null字符，所以，如果要读取下一个stoken，接下来调用strtok时第一个参数用null。这样，ip串的每一段都放到dot数组里了，下面判断是否有非法字符，每一段的值是否在0255之间，就很容易了。2） 判断ip地址是否为子网成员，判断子网号与掩码是否匹配，以及子网号、主机号全0、全1的问题2.2流程图如下：当用户启动程序后（如图2.1），在输入框中输入ip、子网、子网掩码，然后点击测试，验证其合法性。在此过程中调用子程序islegal（如图2.2）在子程序中判断输入的ip地址是否合法（其中包括：1.判断输入的ip长度是否合法；2.判断输入的ip是否含有非法字符；3.判断输入的ip格式是否正确；4.判断输入的ip是否已转化为ipaddress的实例）。跳回到主程序中继续执行，如果ip、子网、子网掩码都合法，调用子程序subchecked（如图2.3），在子程序中完成判断子网号和子网掩码是否匹配，如果匹配则进一步判读子网号是否为全0或全1，否则输出子网号和子网掩码不匹配提示。接下来，如果子网号不为全0或全1则将ip和掩码做“与”运算，结果和子网号比较，否则输出子网号为全0或全1提示。再接下来，判断比较结果（ip和掩码做“与”运算的结果和子网号的比较结果）是否相等，如果相等则判断主机号是否为全0或全1，如果不相等则输出“ip不属于该子网”。最后，如果主机号为全0或全1则输出主机号为全0或全1提示，如果主机号不为全0或全1则输出“ip属于该子网”。子程序执行完后返回主程序中继续执行，然后完成ip地址是否属于给定子网的判定输入ip，子网，掩码点击检测按钮计算子网号属于？输出结果提示出错计算ip类型验证合法性ny结束开始图2.1-主流程图图2.2-子程序islegal流程图图2.3-子流程图subchecked2.3核心源代码分析与说明using system;using system.collections.generic;using system.componentmodel;using system.data;using system.drawing;using system.linq;using system.text;using system.windows.forms;using system.net.sockets;using system.net;using system.text.regularexpressions;namespace windowsformsapplication1 public partial class form1 : form public form1() initializecomponent(); string ipaddress;/声明ip地址 string childip; /声明子网号 string yanma;/声明子网掩码/*以下代码为单击检测按钮后执行相关的操作，程序首先清空 * 显示框listbox中的数据，然后检测由用户输入的ip地址 * 子网号，以及子网掩码的合法性，通过调用函数islegal来初步检测， * 合法返回true，不合法返回false,并输出错误 * 信息，若验证通过，计算ip地址的二进制形式并输出，然后通过 * 给出的数据将ip地址与子网掩码进行与运算，并将结 * 果与给出的子网号进行比较，判断并输出该ip地址是否属于 * 给定的子网号 */ private void button1_click(object sender, eventargs e) /清空listbox中的内容 this.listbox1.items.clear(); /获取用户输入的ip地址 ipaddress = txtip.text; /获取子网号 childip = txtchild.text; /获取子网掩码 yanma = txtyanma.text; /判断输入的ip地址,子网号,子网掩码是否合法 if (!islegal(ipaddress) messagebox.show(ip地址输入错误!, 提示); return; else if (!islegal(childip) messagebox.show(子网号输入错误!, 提示); return; else if (!islegal(yanma) messagebox.show(子网掩码错误!, 提示); return; else lbadd(本次计算结果如下：); string stp = changeip(ipaddress); getipstyle(stp); lbadd(ipaddress + 转化为二进制形式为:); lbadd(stp); /string sto = changeip(yanma); /lbadd(yanma + 转化为二进制形式为： +sto); / lbadd(与子网掩码进行与运算); /messagebox.show(stp); byte ip3=ipaddress.parse(ipaddress).getaddressbytes(); /foreach (byte b in ip3) / / lbadd(b.tostring(); / /double ip2 =convert.todouble(changeip(ipaddress); /double cip2 = convert.todouble(changeip(childip); /double ym2 = convert.todouble(changeip(yanma); /messagebox.show(ip2.tostring(); uint ip = getbinaryip(ipaddress); uint cip = getbinaryip(childip); f uint ym = getbinaryip(yanma); /*以下代码为子程序subchecked中的内容，此处为方便编写， * 直接写在了主程序体中，基本思路是按流程图走的，首先判断 * 子网号与掩码是否匹配，接着检测子网号是否为全0或全1的情况， * 接着检测主机号为全0或全1的情况，最后判断计算出的子网号是 * 否与给定的子网号相同，并输出结果信息 */ /说明子网号与掩码不匹配 if(cip|ym)!=ym) lbadd(子网号与掩码不匹配，error!); console.writeline(0, (ip | ym); console.writeline(0, ym); return; /说明子网号全1 if(cipym)=0) lbadd(子网号全1，error!); return; /说明子网号全0 if(cip&ym)=0) lbadd(子网号全为0，error!); return; /ip和掩码做与运算，结果和子网号比较 if (cip=(ip&ym) /messagebox.show(success); /说明主机号全0 if (ip | ym) = ym) lbadd(主机号为全0，error！); return; /说明主机号全1 if (ip | ym) = 0xffffffff) lbadd(主机号全1，error！); return; lbadd(该ip 属于子网 +childip); return; else /messagebox.show(faile); lbadd(该ip不属于子网 + childip); /convert.tostring(11, 2); / / 判断输入的ip地址类型是否合法,合法返回true,不合法返回false / / 传入待验证ip / private bool islegal(string strip) ipaddress myip; int length = changeip(strip).length; /用正则表达式判断输入的ip类型是否合法 regex regip=new regex(d0,3.d0,3.d0,3.d0,3); if(!regip.ismatch(strip) return false; /判断输入的ip型字符串能否转化为ip型 else if (!ipaddress.tryparse(strip, out myip) return false; /判断ip长度是否合法 else if(length!=32) return false; / else if （getbinaryip(strip)） else return true; / / 将十进制ip 转化为二进制 / / / public string changeip(string strip) string strhtml = ; try string iparray = strip.split(.); /拆分ip int ip1 = convert.toint32(iparray0); int ip2 = convert.toint32(iparray1); int ip3 = convert.toint32(iparray2); int ip4 = convert.toint32(iparray3); string strip1 = getip(ip1); string strip2 = getip(ip2); string strip3 = getip(ip3); string strip4 = getip(ip4); /将拆分后的ip地址重新组合起来 strhtml = strip1 + strip2 + strip3 + strip4; catch messagebox.show(输入地址类型有错！,可能包含其他字符。,警告); return strhtml; / / 得到二进制ip / / / public string getip(int ip) string strip = convert.tostring(ip, 2); int len = strip.length; if (len 8) for (int i = 0; i 8 - len;i+) strip = 0 + strip; return strip; / / 直接转化为二进制形式的ip地址，返回无符号整数形式 / / / private uint getbinaryip(string str) ipaddress myip = ipaddress.parse(str); uint iptest = bitconverter.touint32(myip.getaddressbytes(), 0); return iptest; / / 向listbox中添加测试的结果 / / private void lbadd(string str) listbox1.items.add(str); / / 获取ip地址的类型 / / private void getipstyle(string str) if (str.startswith(0) lbadd(该ip属于a类网络); else if (str.startswith(10) lbadd(该ip属于b类网络); else if (str.startswith(110) lbadd(该ip属于c类网络); else if (str.startswith(1110) lbadd(该ip属于d类网络); else if (str.startswith(11110) lbadd(该ip属于e类网络); else lbadd(ip地址计算错误！); private void listbox1_selectedindexchanged(object sender, eventargs e) /*以下代码为清空按钮中的内容，作用是将各 * 个输入框中的内容清空 */ private void button2_click(object sender, eventargs e) this.txtchild.text = ; this.txtip.text = ; this.txtyanma.text = ; 第三章 结果分析与总结3.1结果与分析 程序截图：运行时截图：分析：ip地址0转化为二进制为11001010011100010001000000001010子网掩码转化为二进制位11111111111111111111111100000000他们相与之后为11001010011100010001000000000000化为点分十进制为 程序计算的结果符合结果，正确。 分析： 当ip地址用点分十进制表示时，如1 。由于输入的ip地址为168.113.2022.0，不符合要求所以，程序提示出错。分析：当ip地址用点分十进制表示时，应该为4字节，每个字节表示的范围在0-255之间，而且每个字节之间用点号分隔。由于输入的ip地址为168.113.20没有4字节，所以程序提示出错。分析：ip地址只能由数字组成，而输入的ip地址中出现了非数字的字符f，所以程序提示出错。3.2总结1.遇到的问题本次我们采用c#语言作为工具，来书写我们的代码，设计了一个windows下的窗体应用程序。在此次设计中对关于ip的合法性的检测和对ip的地址与掩码相与运算上出现了些许问题。在ip地址的合法性判断上我们采用正则表达式匹配字符的方法，这是种简洁快速的判定方法。再次