三、课程设计的相关技术
3.1 课程设计的运行环境
C++是一种使用非常广泛的计算机编程语言。C++是一种静态数据类型检查的、支持多重编程范式的通用程序设计语言。它支持过程化程序设计、数据抽象、面向对象程序设计、制作图标等等泛型程序设计等多种程序设计风格. 本程序在Windows环境下利用C++语言编写，Microsoft Visual Studio 6.0进行编译。Visual Studio是微软公司推出的开发环境，Visual Studio可以用来创建Windows平台下的Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和office插件。
3.2 IP地址相关概念和知识的回顾。
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成（如下图所示）：
网络号 主机号 IP地址长度为32位，用点分十进制表示，格式为ⅹ.ⅹ.ⅹ.ⅹ，每个ⅹ为8位，每个ⅹ的值为0—255（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地址的结构如下所示；
0 10 110 1110 11110 网络号（7位） 网络号（14位） 网络号（21位） 主机号（24位） 主机号（16位） 主机号（8位） 组播地址（28位） 保留用于课程设计和将来使用 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。 3.3 特殊的IP地址形式
（1） 直接广播地址
A类，B类，C类IP地址中主机号全1的地址称为直接广播地址，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。物理网络采用的是点—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位全位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”地址
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。这样的分组被相知在本网络内部。
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见通信。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） 3.4 子网的划分
人们在早期设计与建设ARPAnet是，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，主要是针对大型互联的网络结构。设计IP地址的最初目的是希望每个IP得志都能唯一地、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。子网就是一个大的网络划分成几个较小的网络，而每一个小网络都是其自己的地址。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。
四、课程设计过程
4．1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，子网号为全0或全1，主机号为全0、全1.
4．2实验流程图如下： 1.主流程图
开始 子网是否合法 Y N 掩码是否合法 Y N ip地址是否合法 Y Ip地址是否 属于子网 Y 结束 N N
图3－1 主流程图
2.验证ip地址合法性流程图
IP地址的合法性和子网判断
