计算机网络课程设计报告--IP地址的合法性及子网判断.docx

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1、计算机网络课程设计报告IP地址的合法性及子网判断一、问题描述1实验目的和描述目的：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。描述：设计要求编写程序，实现判断输出命令行中的ip是否合法，掩码是否合法以及ip_addr是否是属于子网subneto采用ec1ipse的开发工具，使用java编程实现，在判断ip地址合法性时，定义了一个静态的方法，在方法里面，使用正则表达式来判断ip地址的合法性，判断子网掩码也采用这样的方法判断，在判断ip地址是否属于某一个子网时。将ip地址一位与子网掩码做与运算，看结果是否和子网相等来判断ip地址是

2、否属于某一个网络。IP地址采用点分10进制的方法来表示，最大的数为255,最小的数为0,其中数字不能以0开头。子网掩码则只能有32种情况，其中网络号全1,主机号全0,由1和0的个数来确定子网掩码是否正确。在这个设计中考虑到了以上的种种情况，根据用户输入的ip地址，掩码和子网，程序可以判断输入的ip地址，掩码和子网是否正确以及ip_addr是否是属于子网subneto二、概要设计（抽象数据类型定义）1.1 设计内容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 .程序要求为命令行程序，格式为：ip_testsubnetmaskip_addr其中，程序名称为ipjes

3、t,参数为IP地址/子网掩码，如：要测试的IP地址为202.113.16.10,子网号为202.113.16.0,子网掩码为255.255.255.0,则命令行为：202 .113.16.0255.255.255.0202.113.16.IOo（因为255.255.255.0是连续的24个1,所以这样表示）。3 .子网号和子网掩码的合法性也要检查。4 .运行结果提示需要提示：IP地址是否合法、子网掩码是否合法和IP地址是否为子网成员。在判断不合法IP时要考虑全面，比如以下情况均属于不合法1. 3.2.1123. 23$.2.1124. 2345.2.1125. 23.45.2.15 .判断掩码

4、的合法性。6 .输出命令行中的ip是否合法，掩码是否合法以及ip_addr是否是属于子网subneto2.2ip地址简介所谓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（TransportContro1Protoco1/InternetProtoco1,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ooooioiooooooooooooooooooooooooiw,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

5、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.rIP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比I和0容易记忆得多。有人会以为，一台计算机只能有一个IP地址，这种观点是错误的。我们可以指定一台计算机具有多个IP地址，因此在访问互联网时，不要以为一个IP地址就是一台计算机；另外，通过特定的技术，也可以使多台服务器共用一个IP地址，这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。将IP地址分成了网络号和主机号两部分，设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数（计算方法2八网络号位数）；主机号的位数则决定了网络中最大的主机数（

6、计算方法2八主机号位数-2）。然而，由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大，也可能比较小，设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案：将IP地址空间划分成不同的类别，每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。1. A类IP地址一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,地址范围1.0.0.1-126.255.255.254(二进制表示为:00000001000000000000000000000001-01111110111111111111111111111110)o可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1600多万个主机。2. B类IP地址一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个

7、字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围128.1.0.1-191.254.255.254(二进制表示为：10000000000000010000000000000001-10111111111111101111111111111110)o可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机。3. C类IP地址一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围192.0.1.1-223.255.255.254(二进制表示为：11000000000000000000000100000001-110111111111111111

8、11111011111110)oC类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。4. D类地址用于多点广播(Mu1ticast)oD类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播(Mu1ticast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。地址范围224.0.0.1-239.255.255.2545. E类IP地址以“11110”开始，为将来使用保留。E类地址保留，仅作实验和开发用。全零(“0.0.0.0”)地址指任意网络。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网

9、的广播地址。2.3子网掩码简介通过IP地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算进行定某个设备的网络地址，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。相对于使用子网掩码来识别网络地址，早期的使用类别进行网络地址的分类存在着地址大量浪费的不足。子网一个最显著的特征就是具有子网掩码。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。例如，为二进制形式的子网掩码：Iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiioooooooo,采用十进制的形式为：255.255.255.Oo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

10、。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。2.4ip地址的计算定义子网掩码的步骤为：A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为“210.73.a.b，该网络地址为C类IP地址，网络标识为“210.73.a”，主机标识为“.b”。B、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”（即把第三字节的最后四位作为主机位，其实在这里有个简单的规律，非网络位的前几位置1原网络就被分为2的几次方个网络，这样原来网络就被分成了2的4次方16个子网

11、），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。C、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:11111111.11111111.11110000.00000000D、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。子网掩码一共分为两类。一类是缺省子网掩码，一类是自定义子网掩码。缺省子网掩码即未划分子网，对应的网络号的位12都置1,主机号都置0。A类网络缺省子网掩码：255.0.0.0B类网络缺省子网掩码：255.255.0.0C类网络缺省子网掩码：25

12、5.255.255.0自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。形式如下：未做子网划分的ip地址：网络号+主机号做子网划分后的ip地址：网络号+子网号+子网主机号也就是说ip地址在化分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。子网掩码是32位二进制数，它的子网主机标误用部分为全“0”。利用子网掩码可以判断两台主机是否中同一子网中。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”后的结果相同，则说明这两台主机在同一子网中。2.5子网划分简介子网的划分，实际上就是设计子网掩码的过

13、程。子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络ID和主机ID,它用来屏蔽IP地址的一部分，从IP地址中分离出网络ID和主机ID.子网掩码是由4个十进制数组成的数值中间用。分隔，如255.255.255.0。将它写成二进制的形式为：111I1I1I1I11111111111OOOOOO00,其中为1的位分离出网络ID,为0的位分离出主机ID,也就是通过将IP地址与子网掩码进行与逻辑操作，得出网络号。例如，假设IP地址为192.160.4.1,子网掩码为255.255.255.0,则网络ID为192.160.4.0,主机ID为0.0.0.1。计算机网络ID的不同，则说明他们不在同一个物理子网内，需通过

14、路由器转发才能进行数据交换。每类地址具有默认的子网掩码:对于A类为255.0.0.0,对于B类为255.255.0.0,对于C类为255.255.255.0。除了使用上述的表示方法之外，还有使用于网掩码中1的位数来表示的，在默认情况下，A类地址为8位，B类地址为16位，C类地址为24位。例如，A类的某个地址为12.10.10.3/8,这里的最后一个8说明该地址的子网掩码为8位，而199.42.26.0/28表示网络199.42.26.0的子网掩码位数有28位。如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的于网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的于网。

15、因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址.2.6课程设计过程以下为：主流程图，验证ip地址合法性流程图，验证子网掩码合法性流程图，验证ip是否属于某个子网流程图，2.6.1主流程图:2.6.2验证ip地址合法性流程图2.6.3验证子网掩码合法性流程图三、详细设计（主要算法和函数间的调用关系）packageqiu.ip;importjava.uti1.regex.Matcher;importjava.uti1.regex.Pattern;*计算机网络课程设计-IP地址的合法性及子网判断*/pub1icc1ass1p-Test*使用正则表达式判断ip地址是否正确*/privatestaticboo1eanis!p(Stringst)Stringregex=(20-4d)u+(250-5)h;/这里表示从200开始的数Stringregex1=1d2n;/这里是IOO-200数的约定Stringregex2=1-9d;/不能以0打头的二位数Stringregex3=,d;/0-9一位数Stringregex=(,+regex+)(n+regex1+,)(+regex2+)(m+regex3+每一