IP地址的合法性及子网判断

目录

一、课程设计的目的 ................................. 错误！未定义书签。

二、设计要求 (1)

三、课程设计的内容 ................................. 错误！未定义书签。

3.1课题分析与设计 (1)

3.2课题实现 (2)

四、设计总结 (7)

五、程序代码 (8)

一、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的子网。

二、设计要求

1、使用命令行格式

2、判断subnet和ip_addr的合法性

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

三、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。

这里的关键是怎么将IP字符串以“.”为标志按节分开，这要用到函数strtok （char*strToken,const char*strDelimit）.第一个参数是给定的串，第二个参数是分隔符集合，该函数的功能就是以strDelimit中包含的任意字符为分隔符，在strToken中寻找下一个token。每一次调用strtok后，都会在strToken中插入一个NULL字符，所以，如果要读取下一个token，接下来调用strtok时第一个参数用NULL。

char ch[]=“.”; //分隔符

char *token,*dot[4];

int iplen=0;

token=strtok(ip,ch); //以“。”标志将IP字符串按节分开

while(token!=NULL){ //循环进行，直到结束

dot[iplen]=token; //将分开的每段赋值给dot

iplen++;

token=strtok(NULL,ch);

}

这样，IP串的每一段都放到dot数组里了，下面判断是否有非法字符，每一段的值是否在0~255之间，就很容易了。

判断IP地址是否为子网成员，判断子网号与掩码是否匹配，以及子网号，主机号全0，全1问题（iSubA是子网号，iMask是掩码，iIPA是给定的IP地址）。if((iSubA|iMask!=imask){ //说明sub与mask不匹配cout<<”子网号与掩码不匹配，error!”<

return;

}

if((iSubA^iMask)==0){ //说明子网号全1

cout<<”子网号全1，error!”<

return;

}

if((iSubA&iMask)==0){ //说明子网号全0

cout<<”子网号全0，error!”<

return;

}

if((iSubA)==(iIPA&iMask)){ //ip和掩码做“与”运算，结果和子网号比较

if((iIPA|iMask)==iMask){ //说明主机号全0

cout<<”主机号全0，error!”<

return;

}

if((iIPA|iMask)==0xffffffff){ //说明主机号全1

cout<<”主机号全1，error!”<

return;

}

cout<<””<

return;

}

else

cout<<””<

四、设计总结：

这次课程设计，通过上网和到图书馆查阅资料，我更加深入的学习了C 语言，并利用所学知识设计，充分锻炼，增强了我的程序设计能力，使我加深了对理论知识的理解和掌握。充分体会到了理论固然重要，如果没有实践去验证，那也只是停在理论层面上，它的现实意义将无法得到体现。所以，这次课程设计是理论与实践的结合，增强了我在这方面的能力。

通过这次课程设计，我更加深刻的理解了IP地址的合法性，IP地址与子网的从属关系，子网与子网掩码的关系。在判断IP地址是否属于一个子网时，我对IP地址的分类以及子网划分有了更加深刻的理解。

五、程序代码：

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

int a[4]={0,0,0,0}; //分段存放子网

char Ip_addr[15]; //ip地址

char sub_net[15]; //子网

int ip[4]={0,0,0,0};

int subnet[4]={0,0,0,0}; //分段存放ip地址

int address[4]={0,0,0,0};

int num; //子网掩码

//判断IP是否合法

void aa(char c[15])

{ //判断IP地址不能超过15

if(strlen(c)>15)

{cout<

return; }

int dotnum=0;

//判断IP地址中是否存在非法字符

for(int i=0;i

{ if(isdigit(c[i])==0 && c[i]!='.')

{ cout<

return ; }

if(c[i]=='.')

dotnum++; }

//判断IP地址中只能存在3个分隔符

if(dotnum!=3)

{ cout<

return; }

//判断IP地址中是否存在连续分隔符

for(i=0;i

{ if(c[i]=='.' && c[i+1]=='.')

{ cout<

return;

}

}}

//分割IP地址

void bb(char c[15])

{ //判断IP地址中最后不能为分隔符

for(int m=0;m<4;m++)

{ ip[m]=0; }

int len;

len=strlen(c);

if(c[len-1]=='.')

{ cout<

return;

}

char temp[4][15];

for(int i=0;i<4;i++)

for(int j=0;j<15;j++)

temp[i][j]='\0';

int j=0;

i=0;

for(int k=0;k

{ if(c[k]!='.')

{ temp[i][j]=c[k];

j++;

}

else

{ i++;

j=0;

} }

for(i=0;i<4;i++)

{ //判断每位的长度

len=strlen(temp[i]);

if(len>3)

{ cout<

return;

}

switch(len)

{ case 3:

{ while(len!=0)

{ ip[i]+=(temp[i][len-1]-48)*pow(10,3-len);

len--; }

break;

}

case 2:

{ while(len!=0)

{ ip[i]+=(temp[i][len-1]-48)*pow(10,2-len);

len--;

}

break; }

default:

{ while(len!=0)

{ ip[i]+=(temp[i][len-1]-48)*pow(10,1-len);

len--;

}

} } }

long int num=0;

for(i=0;i<4;i++)

{ //判断每位的大小不超过255

if(ip[i]>255)

{ cout<

return;

} }

}

//分割网络地址

void ee(char c[15])

{ //判断网络地址中最后不能为分隔符

for(int m=0;m<4;m++)

{ subnet[m]=0; }

int len;

len=strlen(c);

if(c[len-1]=='.')

{ cout<

return;

}

char temp[4][15];

for(int i=0;i<4;i++)

for(int j=0;j<15;j++)

temp[i][j]='\0';

int j=0;

i=0;

for(int k=0;k

{ if(c[k]!='.')

{ temp[i][j]=c[k];

j++;

}

else

{ i++;

j=0;

}

}

for(i=0;i<4;i++)

{ //判断每位的长度

len=strlen(temp[i]);

if(len>3)

{ cout<

return;

}

switch(len)

{ case 3:

{ while(len!=0)

{ subnet[i]+=(temp[i][len-1]-48)*pow(10,3-len);

len--;

}

break;

}

case 2:

{ while(len!=0)

{ subnet[i]+=(temp[i][len-1]-48)*pow(10,2-len);

len--;

}

break;

}

default:

{ while(len!=0)

{ subnet[i]+=(temp[i][len-1]-48)*pow(10,1-len);

len--;

}

}

} }

long int num=0;

for(i=0;i<4;i++)

{ //判断每位的大小不超过255

if(subnet[i]>255)

{ cout<

return;

}

}}

//生成子网掩码

void cc()

{ cout<<"子网掩码为：";

int r[32];

for(int i=0;i

{ r[i]=1; }

for(int j=0;j<32-num;j++)

{ r[i++]=0; }

int p=0;

int w[8];

int k=0;

for(int m=0;m<4;m++)

{ int sum=0;

for (int n=0;n<8;n++)

{ w[p]=r[k];

sum=sum+w[p]*pow(2,7-n);

p++;

k++;

}

p=0;

a[m]=sum;

}

for(int n=0;n<4;n++)

{ cout<

if(n!=3)

{ cout<<"."; }

}

cout<

}

//判断是否和子网相等

void dd()

{ string s="";

for(int i=0;i<4;i++)

{ if((a[i]&ip[i])==subnet[i])

{ s=s+"a"; }

}

//如果存在4个a

cout<<"结果:";

if(s=="aaaa")

{ cout<<"属于同一子网!"<

else

{ cout<<"不属于同一子网!"<

}

void main()

{ cout<<" ************IP地址的合法性及子网的判断*************"<

char jj='y';

while(jj!='n')

{ cout<<"请输入IP地址:";

cin>>Ip_addr;

cout<<"请输入连续1的个数:";

cin>>num;

cout<<"请输入子网号:";

cin>>sub_net;

cout<<"IP地址为：";

for(int i=0;i<15;i++)

{ cout<

cout<

cout<<"子网号为：";

for(int j=0;j<15;j++)

{ cout<

cout<

aa(Ip_addr);

bb(Ip_addr);

cc();

ee(sub_net);

dd();

cout<<"是否继续是(其他键)否(n)";

cin>>jj; }

}

1）判断subnet和ip_addr的合法性（注意考虑全面，比如以下IP均为不合法123..2.1

123.23$.2.1

123.12345.2.1

123.23.45.2.1

2）判断掩码的合法性

3）在IP地址合法的前提下，判断ip_addr是否属于子网subnet

#include

#include

#include

void split(char *addr,int *num)

{//将点分十进制的字符串转换为数值数组

char temp[4][10];

int i,j,k,len=strlen(addr);

for(i=0;i<4;i++)

for(j=0;j<10;j++)

{ temp[i][j]='\0'; }

j=0;

k=0;

for(i=0;i

{ if(addr[i]!='.')

{ temp[j][k]=addr[i];

k++; }

else

{ j++;

k=0; }

}

for(i=0;i<4;i++)

{ num[i]=atoi(temp[i]); }

}

int toBinary(int a)

{//将十进制数转换为二进制数

if(a/2==0) return a%2;

return a%2+toBinary(a/2)*10;

}

char * toString(int *a)

{//将二进制的数值数组转换32个字符长的字符指针

char *temp=new char[33];

int i;

bool flag=false;

char *eight=new char(),*seven=new char(),*six=new char(),*five=new char(),*four=new char(), *three=new char(),*two=new char(),*one=new char();

for(i=0;i<4;i++)

{ itoa(a[i]/10000000,eight,10);

itoa(a[i]/1000000%10,seven,10);

itoa(a[i]/100000%10,six,10);

itoa(a[i]/10000%10,five,10);

itoa(a[i]/1000%10,four,10);

itoa(a[i]/100%10,three,10);

itoa(a[i]/10%10,two,10);

itoa(a[i]%10,one,10);

if(flag==true)

{ strcat(temp,eight); }

else

{ strcpy(temp,eight);

flag=true; }

strcat(temp,seven);

strcat(temp,six);

strcat(temp,five);

strcat(temp,four);

strcat(temp,three);

strcat(temp,two);

strcat(temp,one);

}

return temp;

}

int test(char *addr)

{//测试IP等点分十进制数的合法性，返回0则不合法，返回1则合法

int len=strlen(addr);

if(len>15)

{ cout<<"地址总长超过了15!"<

return 0; }

int dotnum=0;

for(int i=0;i

{ if((addr[i]<'0' || addr[i]>'9') && addr[i]!='.')

{

cout<<"地址中包含非法字符!"<

return 0; }

if(addr[i]=='.')

dotnum++; }

if(dotnum>3)

{ cout<<"地址中分隔符只能为3个!"<

return 0; }

for(i=0;i

{ if(addr[i]=='.' && addr[i+1]=='.')

{ cout<<"地址中不能出现连续的分隔符!"<

return 0;

}

}

if(addr[len-1]=='.')

{

cout<<"地址最后位不能为分隔符!"<

return 0;

}

int a[4];

split(addr,a);

for(i=0;i<4;i++)

{ if(a[i]>255 || a[i]<0)

{

cout<<"地址数字不在范围0-255之间!"<

return 0;

}

}

if(a[0]<1)

{ cout<<"地址首位不能为0!"<

return 0; }

return 1;

}

void main(int argc,char * argv[])

{ if(argc!=3)

{ cout<<"请按以下格式输入命令行:ip_test subnet/mask ipaddr"<

}

int i,j=0;

bool flag=false;

char *ipaddr=new char[strlen(argv[2])];

strcpy(ipaddr,argv[2]); //字符串格式的IP地址

char *subnet_mask=new char[strlen(argv[1])];

strcpy(subnet_mask,argv[1]);

char *subnet=new char[16];

char *mask_num=new char[4];

int len=strlen(subnet_mask);

for(i=0;i

{ flag=true;

subnet[j]='\0';

j=0;

continue;

}

if(flag==false)

{ subnet[j]=subnet_mask[i];

j++;

}

else

{ mask_num[j]=subnet_mask[i];

j++;

}

}

mask_num[j]='\0';

cout<<"IP地址测试:";

if(test(ipaddr)==1)

{ cout<

else

{ cout<

return; }

cout<<"子网号测试:";

if(test(subnet)==1)

{ cout<

else

{ cout<

return;

}

int maskn=atoi(mask_num);

cout<<"掩码中1的个数测试:";

if(maskn>0 && maskn<=32)

{ cout<<"个数为:"<

else

{ cout<<"个数为:"<

//将IP地址与子网号转成数值放在数组中

int nbipaddr[4],nbsubnet[4];

split(ipaddr,nbipaddr);//分离，未转成二进制，只是分离成十进制

split(subnet,nbsubnet);

for(i=0;i<4;i++)

{ nbipaddr[i]=toBinary(nbipaddr[i]);//将分离出来的十进制转换为二进制nbsubnet[i]=toBinary(nbsubnet[i]);

}

char *cbipaddr=new char[33];

char *cbsubnet=new char[33];

cbipaddr=toString(nbipaddr);//将二进制数组转换为32位的二进制字符指针cbsubnet=toString(nbsubnet);

//测试是否在子网内,是否需转成二进制比较,可用递归转成二进制(除二取余) for(i=0;i

{ if(cbipaddr[i]!=cbsubnet[i])

{ cout<<"IP地址:"<

return;

}

}

cout<<"IP地址:"<

}