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文檔簡介

1、學(xué) 號(hào):0121210680225課程實(shí)踐報(bào)告題目IP地址的合法性以及子網(wǎng)判斷學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)軟件工程班級(jí)軟件sy1201姓名李安福劉東飛指導(dǎo)教師2015 年 6 月 1505)輸出命令行中的ip是否合法,掩碼是否合法(可適當(dāng)給出不合法的原因)以及課程實(shí)踐設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名:李安福專業(yè)班級(jí):軟件sy1201指導(dǎo)教師:劉東飛工作單位:計(jì)算機(jī)學(xué)院題目四:IP地址的合法性及子網(wǎng)判斷初始條件:(1)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)(2) C/C+/VC/VB/JAVA 語言(3) PC機(jī)一臺(tái)要求完成的主要任務(wù):(包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求,以及說明書撰寫等具體要求)在掌握IP地址表示方法及子網(wǎng)劃分的基礎(chǔ)上

2、,按如下要求完成程序其中為程序名;sub net為子1) 命令行格式:iptest subnet/mask ip_addr, ip_test網(wǎng)號(hào);mask是一個(gè)數(shù)值,代表子網(wǎng)掩碼連續(xù)1的個(gè)數(shù);ip_addr是要測(cè)試的IP地址。例如,要測(cè)試的IP地址為202.114.16.10,子網(wǎng)號(hào)為 202.113.16.0 ,子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0,則命令行為 ip_test 202.113.16.0/24202.114.16.10( 因?yàn)?55.255.255.0是連續(xù)的24個(gè)1,所以用24表示)。2)判斷sub net和ip_addr的合法性。在判斷IP地址合法性時(shí)要自行編寫代碼,不要使

3、用任何inet函數(shù)。判斷時(shí)要考慮全面,比如以下IP地址均不合法:123.2.1 / 123.23$21 / 123.2345.2.1 / 123.23.45.2.13)判斷掩碼的合法性。ip_addr 是否屬于子網(wǎng) sub net。時(shí)間安排:第一、二天:查閱資料,學(xué)習(xí)算法第三、四天:編程調(diào)試第五天:書寫報(bào)告指導(dǎo)教師簽名:系主任(或責(zé)任教師)簽名:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐設(shè)計(jì)指導(dǎo)書課程編號(hào):課程名稱仲文/英文):計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))課程實(shí)踐設(shè)計(jì)周數(shù)/學(xué)分:1周先修課程:操作系統(tǒng),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)適用專業(yè):計(jì)算機(jī),軟件、目的與要求通過一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的分析與總體設(shè)計(jì),綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)理解

4、和掌握。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,以及軟件文檔的制作能力。二、課程實(shí)踐設(shè)計(jì)內(nèi)容題目一:幀封裝 題目二:模擬Ethernet幀的發(fā)送過程 題目三:解析IP數(shù)據(jù)包題目四:IP地址的合法性及子網(wǎng)判斷 題目五:發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī) 題目六:發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包具體要求見任務(wù)書三、課程特色注重網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)能力,加強(qiáng)培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力。四、課程實(shí)踐設(shè)計(jì)步驟與方法1 .系統(tǒng)調(diào)研:查閱文獻(xiàn),熟悉系統(tǒng)功能和開發(fā)工具;2. 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì):確定功能結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),用戶界面以及開發(fā)平臺(tái);對(duì)各功能模塊進(jìn)行準(zhǔn)確的定義;確定各功能模塊的算法并畫出相應(yīng)的數(shù)據(jù)流圖;3. 編程并上機(jī)調(diào)試。4. 撰寫課程實(shí)踐設(shè)計(jì)報(bào)告(說明書)

5、。五、課程實(shí)踐設(shè)計(jì)說明書與圖紙課程實(shí)踐設(shè)計(jì)說明書包括以下內(nèi)容:設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)說明 源程序說明與執(zhí)行結(jié)果。使用說明。5 設(shè)計(jì)心得,以及對(duì)該實(shí)用程序進(jìn)一步改進(jìn)擴(kuò)展的設(shè)想。六、課程實(shí)踐設(shè)計(jì)答辯學(xué)生完成設(shè)計(jì)后,由指導(dǎo)老師檢查和質(zhì)詢,以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性與正確性。七、課程實(shí)踐設(shè)計(jì)進(jìn)度表序號(hào)內(nèi)容所用時(shí)間1查閱資料1天2系統(tǒng)分析,設(shè)計(jì)2天3編程并上機(jī)調(diào)試2天4撰寫文檔,其它1天合計(jì)6天八、參考資料計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社執(zhí)筆:(課程負(fù)責(zé)人或任課教師簽字)劉東飛日期:日期:審閱:(系或教研室主任簽字)審定:(教學(xué)院長或主任簽字)課程設(shè)計(jì)的目的和意義1.1設(shè)計(jì)目的掌握IP地址的分類,準(zhǔn)確理解子網(wǎng)、掩碼的概念

6、,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(gè)給定的子網(wǎng)。1 . 2設(shè)計(jì)的意義1、有利于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解2、有利于邏輯思維的鍛煉程序設(shè)計(jì)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(gè)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(yùn)行,整個(gè)過程學(xué)生都需要有條理地構(gòu)思,這中間有猜測(cè)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(cè)目標(biāo)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(jì)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(shí)來解決信息技術(shù)中比較抽象很難理解的知識(shí)。在信息技術(shù)課中整合其它學(xué)科的知識(shí),發(fā)揮信息技術(shù)

7、的優(yōu)勢(shì)。4、有利于治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。程序設(shè)計(jì)中,語句的語法和常量變量的定義都有嚴(yán)格的要求,有時(shí)輸了一個(gè)中文標(biāo)點(diǎn)、打錯(cuò)了一個(gè)字母,編譯就不通過,程序無法正常運(yùn)行。因此,程序設(shè)計(jì)初學(xué)階段,學(xué)生經(jīng)常會(huì)犯這樣的錯(cuò)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(huì)隨著學(xué)習(xí)的深入而慢慢改觀。這當(dāng)中就有一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、一絲不茍的科學(xué)精神的培養(yǎng)。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求要求完成的主要任務(wù):(包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求,以及說明書撰 寫等具體要求)在掌握IP地址表示方法及子網(wǎng)劃分的基礎(chǔ)上,按如下要求完成程序。1)命令行格式:ip_test subnet/mask ip_addr, ip_test

8、其中為程序名;sub net為子網(wǎng)號(hào);mask是一個(gè)數(shù)值,代表子網(wǎng)掩碼連續(xù) 1的個(gè)數(shù);i p_addr是要測(cè)試的IP地址。例如,要測(cè)試的IP地址為202.114.16.10,子網(wǎng)號(hào)為202.113.16.0,子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0,則命令行為 ip_test 202.113.16.0/24 202.114.16.10( 因?yàn)?55.255.255.0 是連續(xù)的24個(gè)1,所以用24表示)。2)判斷sub net和ip_addr的合法性。在判斷IP地址合法性時(shí)要自行編寫代碼,不要使用任何inet函數(shù)。判斷時(shí)要考慮全面,比如以下IP地址均不合法:123.2.1 / 123.23$.2

9、.1 / 123.2345.2.1 / 123.23.45.2.13)判斷掩碼的合法性。4 )在IP地址合法的前提下,判斷ip_addr是否屬于子網(wǎng)sub net。5)輸出命令行中的ip是否合法,掩碼是否合法(可適當(dāng)給出不合法的原因)以及ip_addr是否屬于子網(wǎng)sub net 。課程設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)1. IP地址相關(guān)概念所謂IP地址就是給每個(gè)連接在In ternet上的主機(jī)分配的一個(gè)32bit地址。按照 TCP/IP (Transport Control Protocol/lnternet Protocol,傳輸控制協(xié)議/In ternet協(xié)議)協(xié)議規(guī)定,IP地址用二進(jìn)制來表示,每個(gè)IP地址長

10、32bit,比特?fù)Q算成字節(jié),就是4個(gè)字節(jié)。例如一個(gè)采用二進(jìn)制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”,這么長的地址,人們處理起來也太費(fèi)勁了。為了方便人們的使用,IP地址經(jīng)常被寫成十進(jìn)制的形式,中間使用符號(hào)分開不同的字節(jié)。于是,上面的IP地址可以表示為“10.0.0.1 ”。IP地址的這種表示法叫做“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”,這顯然比1和0容易記憶得多。大型的互連網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該有一個(gè)全局的地址系統(tǒng),它能夠給連接到互聯(lián)網(wǎng)的每一臺(tái)主機(jī)或者路由器分配一個(gè)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(shí)符叫做IP地址,IPv4中IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制地址。網(wǎng)

11、絡(luò)中的 每一臺(tái)主機(jī)或者路由器至少有一個(gè)IP地址,在In ternet中不允許有兩個(gè)設(shè)備具有相同的IP地址。如果一臺(tái)主機(jī)或者路由器連接到兩個(gè)或多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò),那么 它可以擁有兩個(gè)或多個(gè)IP地址。IP地址采用分層結(jié)構(gòu),由網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)兩部分組成(如下圖所示):網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)IP地址長度為32位,用點(diǎn)分十進(jìn)制表示,格式為X . X .X . X,每個(gè)X為8位,每個(gè)X的值為0 255 (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(shí)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B類地址的前兩位為10 .C類地址的前三位為110。D類地

12、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;A類IP地址結(jié)構(gòu)適合用于有大量主機(jī)的大型網(wǎng)絡(luò)。由于主機(jī)號(hào)長度為24位,因此每個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)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(jī)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(gè)不同的B類網(wǎng)絡(luò),實(shí)際允許 連接16382個(gè)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(jī)構(gòu)。2.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(jī)號(hào)全1的地址稱為直接廣播地址,用來使路由器將一個(gè)分組以廣播方式發(fā)送給特定網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。直接廣播

13、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(diǎn)一點(diǎn)傳輸方式, 分組廣播需要通過 軟件來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)全1(2) 受限廣播地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)的32位全位1的地址為受限廣播地址,用來將一個(gè)分組以 廣播方式發(fā)送給本網(wǎng)的所有主機(jī)。 本網(wǎng)的所有主機(jī)將接受該分組,路由器則阻擋 該分組通過。(3) “這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的這臺(tái)主機(jī)”地址(4) “這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的特定主機(jī)”地址主機(jī)或路由器向本網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)特定的主機(jī)發(fā)送分組,網(wǎng)絡(luò)號(hào)部分為全0,主機(jī)號(hào)為確定的值。這樣的分組被相知在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。主機(jī)號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)全0(5 )回送地址回送地址用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試和本地進(jìn)程見通信。TCP/IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號(hào)為127的分組不能出現(xiàn)在任何

14、網(wǎng)絡(luò)上;主機(jī)和路由器不能為該地址廣播任何尋址信息。127任意值(通常取1)3.子網(wǎng)的劃分人們?cè)谠缙谠O(shè)計(jì)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(shí)個(gè)人計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)尚未出現(xiàn)。所以,研究者在設(shè)計(jì)In ternet地址的編址方案時(shí),主要是針對(duì)大型互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì) IP地址的最初目的是希望每個(gè)IP得志都能唯一地、確定地識(shí)別一個(gè)網(wǎng)絡(luò)與一臺(tái)主機(jī),但是這種方法同時(shí)也存在著兩個(gè)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(gè)問題,人們提出了子網(wǎng)(sub net )和超網(wǎng)(sup ernet )的概念。子網(wǎng)就是一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò),而每一

15、個(gè)小網(wǎng)絡(luò)都是其自己的地址。超網(wǎng)就是將一個(gè)組織所屬的幾個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)合并成為一個(gè)更大地址范圍的邏輯網(wǎng)絡(luò)。劃分子網(wǎng)實(shí)際上就是在IP地址系統(tǒng)中增加一個(gè)層次。三級(jí)IP地址的表示方法為netID-subnet ID-host ID。第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)定義了網(wǎng)點(diǎn)的位置;第二級(jí)子網(wǎng)號(hào)定義了物理子網(wǎng);第三級(jí)主機(jī)號(hào)定義了主機(jī)和路由器到物理網(wǎng)絡(luò)的連接。三級(jí) 層次的IP地址,一個(gè)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(diǎn),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(jī)。當(dāng)三級(jí)層次的IP地址提出后,一個(gè)很顯示的問題是:如何從一個(gè)IP地址提取出子網(wǎng)號(hào)。因此,提出了子網(wǎng)掩碼(sub net mask )的概念。子網(wǎng)掩碼

16、有時(shí)也 叫做子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼表示方法:網(wǎng)絡(luò)號(hào)與子網(wǎng)號(hào)置 1,主機(jī)號(hào)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(jìn)制IP地址與子網(wǎng)掩碼IP按位進(jìn)行“與”運(yùn)算。若“與”運(yùn)算所得值與給定子網(wǎng)地址一致,則說明該 地址屬于給定的子網(wǎng)。四.課程設(shè)計(jì)過程1、課程設(shè)計(jì)流程圖:程序開始,變量初始化I讀取一個(gè)字符串NreturnYN段數(shù)=4?YYN輸出”ip地址非法”Y調(diào)用 ipIsValid函數(shù)Y Y_1大于255是否都是數(shù)字字符每段的值是否Yipl sValid(subnet)是否為真YN子網(wǎng)號(hào)與掩碼不匹配YNY匚Mask是否在lp&Mask=subnet(0,32)范圍內(nèi)輸出”掩碼非法”程序結(jié)束

17、輸出”子 網(wǎng)非法”五.程序運(yùn)行結(jié)果(1)在命令提示窗口中輸入命令:這個(gè)結(jié)果表示所輸入的子網(wǎng)及ip地址是合法的ip_test 202.113.16.0/24 202.113.16.10結(jié)果如下:唏人需要判茁的子性、推訊殳加吃址:20.16. 0/24 202. 1:3. 16. 10:t IS (i correct Ir ad;iress:垂謁臺(tái)法;24t iw fl corrprt sumnAf nddrpss!:D地址環(huán)于該子匡罷(2)判斷ip地址無效在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 202.113.16.0/24 202.123.21.$%結(jié)果如下:軸入需藝判飾的了Fq、擡碼以耳i

18、n地址: 202, in. L6.o.24 203. 123.213% subnet :s nd richZ該結(jié)果表示所輸入ip地址無效,因?yàn)閕p地址中有無效字符“ $% ”。在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 202.113.16.0/24 202.123.21.10.10結(jié)果如下:爺A需要判降的:?網(wǎng)、掩碼4靈ia地址: 202. ill :0/24 202. 123.21. 10. 10 IF ur subnti: arc notsunnet is correct!施碼合法:24i)i fKit iiehtU由命令可以很明顯的看出ip地址過長,說明該程序算法正確。判斷掩碼的有效性

19、在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 202.113.16.0/2ab 202.113.16.10結(jié)果如下:蠲人需要判的f赳、蘢a氐地址: “DN 16. 0. rrrr.x :幫誹E法很顯然,掩碼中含有“ a”,不合法。在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 202.113.16.0/33 202.113.16.10結(jié)果如下:I琉人蕊要判斷的子網(wǎng).廷耳以及5坦址;2U2. 113. 1G. 0/33 2(12. m. 1G. L0 iLonut is correct!掩巨非法iT 1- POTTfCT ip riddress; itjflM片不厘亍該干網(wǎng)! 請(qǐng)按任M鋰蠱議 因掩碼不能長

20、于32位,上提示掩碼無效進(jìn)一步說明該算法的正確性。(4) 判斷ip地址是否屬于該子網(wǎng)在(1)中是該ip地址屬于該子網(wǎng)的情況,顯然在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 202.113.16.0/24 202.113.15.10該ip地址不屬于該子網(wǎng)。結(jié)果如下:詬h霉要列憲苗了網(wǎng)、掩碼以亞地址:113. It), 202. 113, lb. 10.sunnet correctI;變雪含注ii L 1 1 s:ip純吐國于匡子網(wǎng)! 請(qǐng)按炷苣睦繼疾 .該結(jié)果符合我們的預(yù)想。(5)提示子網(wǎng)號(hào)全0或全1在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 0.0.0.0/24 202.113.16.10結(jié)果如下:

21、蚯入需要判券的子網(wǎng),掩碼y更“地址:丄 0 6 0芒4 202.113.16. 10sunnet is correct:笹人子網(wǎng)不眉干 AC科貉之間! 掩非注:T it n r-rrrf.!Ct ip sdriress; 和民諄干網(wǎng)! 涓吝HQ環(huán)港縷 .在命令提示窗口中輸入命令:ip_test 255.255.255.0/24 202.113.15.10結(jié)果如下:謔;入粵翼4時(shí)說于網(wǎng).葩薛即及吃土址= 200. Joo. 00. 0. #in cludevstri ng.h #in cludevstdlib.h#in cludevmath.h int Maskudge(i nt a)if(a=

22、1 &a=128&a=192&a=0&a=0&b= 0&cv=255)&(d=0&d=255)/判斷第一個(gè)數(shù)是否為零開頭的,例如if(str0=0&str1!=.|str0=&str1=0&str2!=.) 099.111.111.111prin tf(sub net is n ot nght1!n);return 0;for(i=0;i=q&e=31)printf(掩碼合法:%dn,e);else if(e31n,e);if(o!=1)printf(斜杠只能出現(xiàn)一次!n);/判斷ip地址是否正確if(f=0&fv=255)&(g=0&gv=255)&(h=0&h=0&jv=255)/判斷第一

23、個(gè)數(shù)是否為零開頭的,例如if(strz=0&strz+1!=.|strz=&strz+1=0&strz+2!=.) 099.111.111.111prin tf(ip is not right1!n);return 0;for(i=z;iz+16;i+)if(stri=.&stri+1=0&stri+2!=.&stri+2!=0&s tri+2!=)避免出現(xiàn)111.011.022.033 的錯(cuò)誤ip地址prin tf(ip is n ot nght2!n);return 0;/1.elseif(stri=.&stri+1=0|stri=&stri+1=0&stri+2!=.|stri=.&st

24、ri+1=)/2.避/3.避免免最后一個(gè)數(shù)字是零的情況下以空格結(jié)尾判斷失誤printf(ipis not right3!n);最后出現(xiàn)類似1.1.1.1.地址/4.避return 0;免類似09.111.111.111地址prin tf(it is a correct sumnet address! n);elseprin tf(ip is not right4!n);return 0;=卷ipadd徊國2)=b2Hafoim(bsf& 2)=c2Hafoimoac sf& 2)=d2Hafoim(d2)=Pl1mf(=%2rrb2)-Pl1mf(=%2rfb2)-pl1m%2rrEPl1nf

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