IP地址合法性及子网判断.doc

IP地址合法性及子网判断1实验目的1加深对IP地址及subnet的认识;2了解IP地址的划分;3. 了解subnet的作用和产生因素，subnet的划分;4. 实际操作编写规则，匹配IP和subnet，加深理解2实验环境2.1软件操作系统：Windows XP（Windows NT以上版本皆可）编程环境：Microsoft Visual C+ 6.0编程语言：C+测试环境： MS-DOS2.2硬件现阶段常见PC3实验原理该课程设计涉及的基本原理分两部分，一是地址合法的判断，二是是否属于一个给定子网的判断。3.1 IP地址合法性判断第一种情况、地址格式输入不合法时，要过滤掉全部情况，例如输入的为一串字符等；第二种情况、就是IP地址格式输入合法时，要过滤掉一些特殊的地址，如全为0对应当前主机，而全为1时则是当前子网的有限广播地址，所以首先要过滤这两个地址；第三种情况、的值被分割成的四个值，对这四个值有统一的要求，就是0255的整数，同时要考虑IP地址的第一个字节不能为0的情况，这个可以用正则表达式来进行匹配。除此之外，还要判断输入的子网掩码是否合法，计算出来的网络地址，主机地址是否合法。3.1.1网络寻址规则 1 网络地址必须唯一。 2 网络标识不能以数字127开头。在A类地址中，数字127保留给内部回送函数。 3 网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。 4 网络标识的第一个字节不能为“0”，“0”表示该地址是本地主机，不能传送。 3.1.2主机寻址规则 a. 主机标识在同一网络内必须是唯一的。 b. 主机标识的各个位不能都为“1”，如果所有位都为“1”，则该机地址是广播地址，而非主机的地址。 c. 主机标识的各个位不能都为“0”，如果各个位都为“0”，则表示“只有这个网络”，而这个网络上没有任何主机。3.2子网判断子网判断的前提是要输入子网地址，在设计的过程中采用VLSM（变长子网掩码）进行匹配，当给定子网的长度小于或等于该主机所在的网络地址长度时，说明在地址在给定的子网中，否则不在给定的自网中。3.2.1确定子网掩码数 用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。 定义子网掩码的步骤为： 1) 确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为128.73.a.b，该网络地址为B类IP地址，网络标识为“128.73”，主机标识为“a.b”。 2) 根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第三个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。 3) 把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前两个字节都置为“1”，第四个字节都置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11110000.00000000” 4) 把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.240.0” 这个数为该网络的子网掩码。3.2.2 IP掩码的标注 对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。 有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：假设maskwe为27，对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行；210.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与011不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。4流程图在输入了IP地址以及子网号后，需要用到子网掩码来判断IP地址是否属于该子网，同时还需要判断所输入的IP地址和子网号均合法。涉及到的算法和判断比较多，所以分出多个函数来完成功能。4.1主函数流程图4.2 IP地址，子网合法性判断流程图5具体设计5.1部分函数介绍Void IPlow(char c50)函数是完成IP地址合法性判断的。首先判断输入IP地址的长度，根据规定其字符数不能超过15；其次由于IP地址中只能出现数字，除去分隔符，如果键入的IP地址不是数字，则判定为非法字符；之后判定分隔符只能有3个；在这里并不涉及到IP地址溢出的现象。在void IPdivide(char c15)中对IP地址转化成八进制，并对其是否溢出判断。在输入的时候只输入了子网掩码连续1的个数，所以要将二进制数转化成符合规定的子网掩码，void SUByan()就是这个功能。6运行结果6.1合法输入并匹配6.2合法输入不匹配6.3非法字符输入6.4数值溢出6.5分隔符出错7源代码#include#include#include#includeusing namespace std;int a4=0,0,0,0; /分段存放子网char Ip_addr15; /ip地址char sub_net15; /子网int ip4=0,0,0,0;int subnet4=0,0,0,0; /分段存放ip地址int address4=0,0,0,0;int num; /子网掩码/判断IP是否合法void IPlow(char c15) /判断IP地址不能超过15 if(strlen(c)15) coutendlIP地址总长度不能超过15!endl; return; int dotnum=0; /判断IP地址中是否存在非法字符 for(int i=0;istrlen(c);i+) if(isdigit(ci)=0 & ci!=.) coutendlIP地址中含有非法字符!endl; return ; if(ci=.) dotnum+; /判断IP地址中只能存在3个分隔符 if(dotnum!=3) coutendlIP地址中分隔符只能为3个!endl; return; /判断IP地址中是否存在连续分隔符 for(i=0;istrlen(c)-1;i+) if(ci=. & ci+1=.) coutendlIP地址中出现连续的分隔符!endl; return; /分割IP地址void IPdivide(char c15) /判断IP地址中最后不能为分隔符 for(int m=0;m4;m+) ipm=0; int len; len=strlen(c); if(clen-1=.) coutendlIP地址最后们不能为分隔符!endl; return; char temp415; for(int i=0;i4;i+) for(int j=0;j15;j+) tempij=0; int j=0; i=0; for(int k=0;kstrlen(c);k+) if(ck!=.) tempij=ck; j+; else i+; j=0; for(i=0;i3) coutendlIP地址每位长度不能超过3!endl; return; switch(len) case 3: while(len!=0) ipi+=(tempilen-1-48)*pow(10,3-len); len-; break; case 2: while(len!=0) ipi+=(tempilen-1-48)*pow(10,2-len); len-; break; default: while(len!=0) ipi+=(tempilen-1-48)*pow(10,1-len); len-; long int num=0; for(i=0;i255) coutendlIP地址数字不能超过255!endl; return; /分割网络地址void INTdivide(char c15) /判断网络地址中最后不能为分隔符 for(int m=0;m4;m+) subnetm=0; int len; len=strlen(c); if(clen-1=.) coutendl子网号最后们不能为分隔符!endl; return; char temp415; for(int i=0;i4;i+) for(int j=0;j15;j+) tempij=0; int j=0; i=0; for(int k=0;kstrlen(c);k+) if(ck!=.) tempij=ck; j+; else i+; j=0; for(i=0;i3) coutendl子网号每位长度不能超过3!endl; return; switch(len) case 3: while(len!=0) subneti+=(tempilen-1-48)*pow(10,3-len); len-; break; case 2: while(len!=0) subneti+=(tempilen-1-48)*pow(10,2-len); len-; break; default: while(len!=0) subneti+=(tempilen-1-48)*pow(10,1-len); len-; long int num=0; for(i=0;i255) coutendl子网号数字长度不能超过255!endl; return; /生成子网掩码void SUByan() cout子网掩码为：; int r32; for(int i=0;inum;i+) ri=1; for(int j=0;j32-num;j+) ri+=0; int p=0; int w8; int k=0; for(int m=0;m4;m+) int sum=0; for (int n=0;n8;n+) wp=rk; sum=sum+wp*pow(2,7-n); p+; k+; p=0; am=sum; for(int n=0;n4;n+) coutan; if(n!=3) cout.; coutendl;/判断是否和子网相等void Equal() int FLA=0; for(int i=0;i4;i+) if(ai&ipi)=subneti) FLA+; /如果存在4个1 cout结果:; if(FLA=4) cout属于同一子网!endl; else cout不属于同一子网!endl; void main() cout *IP地址的合法性及子网的判断*endl; char jj=y; while(jj!=n) coutIp_addr; coutnum; coutsub_net; coutIP地址为：; for(int i=0;i15;i+) coutIp_addri; coutendl; cout子网号为：; for(int j=0;j15;j+) coutsub_netj; coutendl; IPlow(Ip_addr); IPdivide(Ip_addr); SUByan(); INTdivide(sub_net); Equal(); coutjj; 8总结在这次的课程设计中，主要运用了计算机网络中对于IP地址的定义，以及划分子网的规则。主要是通过将输入的十进制数转化成二进制数，然后进行匹配判断，来达到子网的归属判断。IP地址的合法性判断是通过将现有的IP地址的规范转化成计算机可以识别的语言，对非法字符，分隔符的出错，以及数字键入的问题进行合法性判断。通过这次课程设计，对IP协议以及划分子网的印象更加深刻了，并熟悉了将实际问题转化成计算机能编辑的模型的能力，同时也加强了自己的编程能力。但在这次的课程设计中，也有不足之处，这个程序在输入不完整的