计算机网络课程设计
题目：IP地址的合法性及子网判断 学院： 理 学 院 班级： 信 息 09 - 2 姓名： 学号： 200903021076 指导教师：
一、 课程设计的目的和意义 1．1设计目的
掌握IP地址的分类，准确理解子网、掩码的概念，确切地明了IP地址的合法格式。并判断该地址是否属于一个给定的子网。
1．2设计的意义
1、有利于对基础知识的理解 2、有利于逻辑思维的锻炼
程序设计是公认的、最能直接有效地训练学生的创新思维，培养分析问题、解决问题能力的学科之一。即使一个简单的程序，从任务分析、确定算法、界面布局、编写代码到调试运行，整个过程学生都需要有条理地构思，这中间有猜测设想、判断推理的抽象思维训练，也有分析问题、解决问题、预测目标等能力的培养。 3、有利于与其他学科的整合
在程序设计中，我们可以解决其它学科有关问题，也利用其它课程的有关知识来解决信息技术中比较抽象很难理解的知识。在信息技术课中整合其它学科的知识，发挥信息技术的优势。 4、有利于治学态度的培养。
程序设计中，语句的语法和常量变量的定义都有严格的要求，有时输了一个中文标点、打错了一个字母，编译就不通过，程序无法正常运行。因此，程序设计初学阶段，学生经常会犯这样的错误，可能要通过几次乃至十多次的反复修改、调试，才能成功，但这种现象会随着学习的深入而慢慢改观。这当中就有一个严谨治学、一丝不苟的科学精神的培养。
二、 课程设计的内容和要求
在掌握IP地址的表示方法以及子网划分方法的基础上，并以计算机网络中关于IP地址的相关理论知识为基石，运用C/C++语言按如下要求完成程序。 1．在判断一个IP地址合法性时要自行编写代码，不要使用任何inet函数 2．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是一个整型数值，代表
子网掩码连续1的个数；ip_addr表示要测试的IP地址。
比如说，要测试的IP地址为202.113.16.10,子网号码是202.113.16.0,子网掩码是255.255.255.0,则命令行为ip_test202.113.16.0/24 202.113.16.10。（因为255.255.255.0是连续的24个1，所以用24表示） 3.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。判断时要考虑各种情况，全面分析问题。例如以下IP地址均不合法：
123..2.1 123.23$.2.1 123.2345.2.1 123.23.45.1 4.判断掩码的合法性。
譬如说mask的值为负数或者大与32，这时输入的掩码就不合法。 5.在IP地址合法，掩码合法以及子网号也合法的前提下，判断ip_addr是否属于subnet。
6.输出命令行中的ip是否合法，掩码是否合法，子网号码是否合法（可适当给出不合法的原因）以及ip_addr是否属于子网subnet。 7.还可以判断子网号，主机号全0，全1问题。
三、 课程设计的相关技术
1. IP地址相关概念
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。 按照TCP/IP（Transport Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/Internet协议）协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长 32bit，比特换算成字节，就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“．”分开不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10．0．0．1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。
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。
2. 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．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
计算机网络课程设计- ip地址的合法性及子网判断
