IP地址的合法性及子网判断.doc

第三章 IP地址的合法性及子网判断 3.1 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。 3.2 课程设计要求 在掌握IP地址表示方法及子网划分方法的基础上，按如下要求完成程序。 命令行格式：ip_test subnet/mask ip_addr 其中，ip_test为程序名；subnet为子网号；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202.113.16.10，子网号为为202.113.16.0，子网掩码为255.255.255.0，则命令行为ip_test 202.113.16.0、24 202.113.16.10.（因为255.255.255.0是连续的24个1，所以用24表示。） 判断subnet和ip_addr的合法性。 在判断IP地址合法性时要自行编写代码，不要使用任何inet函数。判断时要考虑全面，比如以下ip地址均不合法： 123..2.1 123.23￥.2.1 123.2345.2.1 123.23.45.2.1 3）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)输出命令行中的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。 A类，B类与C类IP地址中主机号权1的地址chengweizhijieguangbo地址，用来使路由器将一个分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机。直接广播地址只能作为分组中的目的地址。物理网络采用的使点-点传输方式，分组广播需要通过软件来实现。 网络号 主机号全1 2）受限广播地址 网络号与主机号的32位全为1的地址为受限广播地址，用来将一个分组以广播方式发送给本网的所有主机。本网的所有主机将接受该分组，路由器则阻挡该分组通过。 全1 3）“这个网络上的这台主机”地址 全0 4）”这个网络上的特定主机” 主机或路由器向本网络上的某个特定的主机发送分组，网络号部分为全0，主机号为确定的值。这样的分组被限制在本网络内部。 网络号全0 主机号 5）回送地址 回送地址用于网络软件测试和本地进程间通信。TCP/IP协议规定网络号为127的分组不能出现在任何网络上;主机和路由器不能为该地址广播任何寻址信息。 127 任意值（通常取1） 3.3子网的划分 人们在早期设计与建设ARPAnet时，没有预料到网络的发展速度如此之快，应用范围如此之广。当时个人计算机与局域网尚未出现。所以，研究者在设计Internet地址的编址方案时，主要是针对大型机互联的网络结构。设计IP地址的最初目的是希望每个IP地址都能唯一地，确定地识别一个网络与一台主机，但是这种方法同时也存在着两个主要的问题，即IP地址的有效利用率和路由器的工作效率。 为了解决这个问题，人们提出了子网（subnet）和超网（supernet）的概念。子网就是将一个大的网络划分成几个较小的网络，而每一个小网络都有其自己的地址。超网就是将一个组织所属的几个C类网络合并成为一个更大地址范围的逻辑网络。 划分子网实际上就是在IP地质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.第一级网络定义了网点的地址；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分组的路由选择的过程分为三步：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，一个很现实的问题是：如何从一个IP地址中提取出子网号。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. 如何判断某一IP地址是否属于某一子网呢？只需将二进制IP地址与子网掩码按位进行“与”运算。若“与”运算所得值与给定子网地址一致，则说明该IP地址属于给定的子网。 3.4 课程设计分析 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，子网号为全0或全1，主机号为全0，全1. 2.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”.”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0~255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。